中国科大首次实现无漏洞Hardy佯谬检验

中国迷信技能年夜学潘建伟、张强、陈凯等构成的研究团队与南开年夜学陈景灵等互助,经由过程成长高效率以及高保真度的光学量子纠缠态制备与丈量体系,胜利完成了封闭探测效率缝隙与局域性缝隙的Hardy非定域性演示。该研究为量子力学非定域性供给了新的证据,并为相干的量子信息使用奠基了根蒂根基。8月8日,相干研究结果以“编纂保举(editor’s suggestion)”的情势颁发正在国际学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。量子力学预言的非定域与经典物理学看法中的定域其实论存正在粗浅的抵牾,展现了量子力学与经典物理学的本色没有同,是以,对量子力学非定域性的查验不断是物理学的重要研究内容。2022年,Alain Aspect, John Clauser以及Anton Zeilinger因为“用纠缠光子举行试验、确立贝尔没有等式的违反和开创量子信息迷信”的成绩获诺贝尔物理学奖。上世纪90年月,物理学家Lucien Hardy提出了一种新的查验局域其实性的体式格局——Hardy佯谬。该佯谬是指,两个观测者对各自收到的粒子举行随机丈量并记载成果,正在餍足三个Hardy前提事务泛起的

  中国迷信技能年夜学潘建伟、张强、陈凯等构成的研究团队与南开年夜学陈景灵等互助,经由过程成长高效率以及高保真度的光学量子纠缠态制备与丈量体系,胜利完成了封闭探测效率缝隙与局域性缝隙的Hardy非定域性演示。该研究为量子力学非定域性供给了新的证据,并为相干的量子信息使用奠基了根蒂根基。8月8日,相干研究结果以“编纂保举(editor’s suggestion)”的情势颁发正在国际学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

  量子力学预言的非定域与经典物理学看法中的定域其实论存正在粗浅的抵牾,展现了量子力学与经典物理学的本色没有同,是以,对量子力学非定域性的查验不断是物理学的重要研究内容。2022年,Alain Aspect, John Clauser以及Anton Zeilinger因为“用纠缠光子举行试验、确立贝尔没有等式的违反和开创量子信息迷信”的成绩获诺贝尔物理学奖。

  上世纪90年月,物理学家Lucien Hardy提出了一种新的查验局域其实性的体式格局——Hardy佯谬。该佯谬是指,两个观测者对各自收到的粒子举行随机丈量并记载成果,正在餍足三个Hardy前提事务泛起的几率为零的环境下,量子力学预测第四个Hardy事务泛起的几率年夜于零,这与定域其实论对第四个Hardy事务几率等于零的预测相悖。Hardy佯谬以简练的逻辑以及起码的资本展现了量子力学非定域性与定域其实论的抵牾。

  只管已有很多试验查验Hardy佯谬,但这些事情都存正在近似于贝尔没有等式查验中的局域性缝隙以及探测效率缝隙:要是观测者的丈量抉择与成果可以或许互相影响(定域性缝隙),或许存正在高的光学损耗(探测效率缝隙),经典的定域隐变量实践就能够诠释Hardy佯谬。同时,因为正在量子力学的预言中,第四个Hardy事务泛起的几率很低,想要正在试验上确认该事务的泛起没有是噪声带来的误差,就对纠缠源的保真度以及效率提出了极高的要求。是以,完成无缝隙的Hardy佯谬查验不断是实践上以及试验上的应战。

  正在这项研究中,研究团队无理论长进一步成长了Hardy约束的Eberhard没有等式,该没有等式许可正在探测效率缝隙被封闭且存正在噪声的环境下举行Hardy佯谬查验。试验上,研究团队经由过程优化空间光路的参数,发生了可预告探测效率为82%、保真度为99.1%的纠缠光子对,胜利封闭了探测效率缝隙。此外,研究团队经由过程精心设计的时空设置,确保了纠缠光子对的发生以及观测者的丈量抉择,丈量事务以及观测者的丈量抉择均处于类空距离,从而封闭结局域性缝隙,初次完成了无缝隙的Hardy佯谬查验。

中国科大首次实现无漏洞Hardy佯谬检验

图1无缝隙Hardy佯谬查验试验安装图

  该研究不只对量子物理根蒂根基研究具备重要意思,并且对量子密钥分发、量子随机数认证等量子信息技能的成长具备重要影响。审稿人高度评估了这项事情,以为“试验成果和查验局域其实性的量化证据使人印象粗浅(The experimental results, along with the quantified evidence against local realism, are impressive)”,并以“编纂保举”体式格局颁发。

  中国迷信技能年夜学博士生赵思然,董海浩和杭州电子科技年夜学青年西席赵帅是该论文的配合第一作者。

  该研究获得了科技部、国度天然迷信基金委、中国迷信院、安徽省、上海市以及浙江省的撑持。

论文链接:

https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.060201