中国科大实现真多体非局域性和网络非局域性的同时验证

　　中国科年夜郭光灿院士团队正在多体量子非局域性研究方面取患上重要进展。该团队李传锋、黄运锋、张超级人与东北交通年夜学罗明星等人互助，初次同时验证了真多体非局域性以及收集非局域性。结果2月24日颁发正在国际出名期刊《物理评论快报》上。

　　量子非局域性是量子系统的焦点特性之一。它展示了相距悠远的（类空距离）观测者对纠缠粒子作局域丈量可以观测到超出经典（局域隐变量实践）所能发生的联系关系漫衍。自从1964年贝尔实践提出后，量子非局域性获得了年夜量的试验验证，此中的前驱性事情终极得到2022年诺贝尔物理学奖。最近几年来，人们起头研究更庞大系统的量子非局域性。一方面，研究职员提出了真多体非局域性的观点，即局域丈量发生的量子联系关系不克不及分化成二可分概率漫衍的组合。真多体非局域性不只可以用于设备有关的真多体纠缠态验证，并且是量子多方和谈保险性保证的实践依据。另外一方面，研究职员研究了由多个自力源组成的量子收集中发生的非局域性。这一扩大触及自力源的假定，将原有贝尔实践中单个局域隐变量扩大成多个自力隐变量，是以正在量子收集中可以发生越发富厚的非局域联系关系。然而，正在繁多试验中完成这两种非局域性的同时验证倒是个悬而未决的问题。

　　正在本事情中，研究组提出了一种正在单个试验中同时验证两种非局域性的要领。研究了如图1所示的混淆量子收集。正在试验中，研究组起首哄骗两套纠缠源制备出三光子狭义GHZ态，再经由过程贝尔基丈量将三光子狭义GHZ态与第三套源毗连机关出混淆量子收集。试验成果标明，由每一个观测者局域丈量所发生的非局域联系关系，不克不及由一个二可分三体源以及一个两体后量子源（餍足无旌旗灯号道理）摹拟，从而同时验证了该混淆收集的全收集非局域性（Full network nonlocality）以及三体纠缠源的真多体非局域性。

　　本事情的一个孝敬是引入了一种新的收集非局域性，比此前界说的全收集非局域性更强，它要求收集中一切源都是真多体非局域资本。另外一个孝敬是供给了一种哄骗收集帮助验证真多体纠缠态的要领。已有论断标明：哄骗真多体非局域性可以完成设备有关的真多体纠缠态验证，但并不是一切真多体纠缠态都能发生真多体非局域联系关系。正在本事情中，研究组哄骗收集帮助完成了对狭义三比特GHZ态的真多体纠缠验证，罢了有实践证实哄骗经常使用的Svetlichny没有等式无奈完成该量子态的真多体纠缠验证。

图1 由三体纠缠源以及两体纠缠源机关的混淆量子收集示用意（左）以及试验安装图（右）

　　文章配合第一作者为中国迷信院量子信息重点试验室博士研究生王宁宁以及东北交通年夜学信息迷信与技能学院杨雪博士。本事情获得了合胖国度试验室、国度天然迷信基金委、中国迷信院以及安徽省的赞助。

　　论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.080202