中国科大观测到最强的逻辑形式量子关联

　　中国科年夜郭光灿院士团队李传锋传授、许金时传授研究组与互助者成长了合适研究单体高维量子体系的可扩大光学系统，胜利观测到最强的逻辑情势量子联系关系。李传锋、许金时等以及数学迷信学院马杰传授等人，结合安徽年夜学许振朋传授、北京玻色量子科技有限公司文凯博士、南开年夜学陈景灵传授等构成了该研究团队。结果1月29日颁发正在国际出名期刊《迷信·进展》（Science Advances）上，《新迷信家》（New Scientist）杂志以“Experiment with 37 dimensions shows how strange quantum physics can be”为题报导本项结果。

　　量子力学许可泛起超出经典物理学的联系关系，此中逻辑情势的量子联系关系无需违反没有等式，可以或许更明确地展示与经典联系关系的没有同，吸引了普遍的存眷。1989年，Greenberger, Horne 以及Zeilinger (GHZ) 初次预言了态依赖的逻辑情势量子联系关系，展现了量子力学以及经典物理学正在试验中四个前提几率组合的预言上泛起肯定性的抵牾，即闻名的GHZ悖论。逻辑情势量子联系关系的强度与所应用的前提几率组合的数目无关，前提几率组合数越少，量子联系关系就越强。自GHZ成果颁发36年以来，更强的逻辑情势量子联系关系不断未取患上进展。为相识决这一开放性问题，研究团队成长了合用于逻辑情势联系关系的图论要领，经由过程搜刮图论常数，正在37维空间中发明了仅应用三个前提几率组合的量子联系关系，如图1(A)所示。研究进一步标明，前提几率组合的数目已无奈进一步削减，证实了该成果就是逻辑情势量子联系关系的极限。

　　图1：(A) 包括三个前提几率组合的GHZ型悖论中互斥事务的图表现；(B) 试验成果及响应的非互文隐变量模子(NCHV)实践预言成果。

　　为了察看到高维空间中的量子联系关系，研究团队设计了一个基于直以及空间编码以及时间维度复用的可扩大光学系统，可以将高维空间中的制备-丈量试验分化为多个低维空间中的试验。团队正在该系统中以凌驾8个尺度差的置信度，观测到了高维空间下逻辑情势量子联系关系，如图1(B)所示。该研究将为寻觅更强的其它情势量子联系关系供给重要线索，同时试验中所观测到的量子联系关系将正在量子计较以及量子通讯范畴阐扬重要作用。

　　中国迷信院量子信息重点试验室已结业的博士研究生刘正昊、孟雨以及数学迷信学院的博士研究生吴雨泽为论文配合第一作者。该事情获得了合胖国度试验室、基金委、中国迷信院、安徽省和中国迷信技能年夜学的赞助。

　　论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd8080

　　《新迷信家》杂志报导链接：https://www.newscientist.com/article/2466110-experiment-with-37-dimensions-shows-how-strange-quantum-physics-can-be/