中国科大首次利用量子互文性产生出量子非局域性

2016年12月12日09:27  来源:科技日报
 

中国科大郭光灿院士领导的中国科学院量子信息重点实验室在量子力学基础研究中取得重要进展,该实验室首次在实验上利用量子互文性产生出量子非局域性,并首次证明光子的测量结果与其历史无关,为堵上非局域性检验中的自由意志漏洞打下了重要基础。成果日前发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上。

随着量子信息技术的发展,近年来对于量子非局域性的实验检验(贝尔不等式)突飞猛进。目前,学术界已公认量子非局域性是量子物理的最基本特性之一。随之而来出现两个更深入的问题:一是量子非局域性的起源是什么,它是否由量子物理的其他基本特性产生?二是能否在非局域性实验中进一步排除其它漏洞?

中国科大研究组对这两个问题展开了细致的实验研究。他们设计出一种精妙的光学分束器,利用它在实验上制备出高保真度的两光子四比特纠缠态,然后把两个光子(分别携带两个比特)分发给A和B两个测量者。二者分别对自己的两个比特进行一系列测量。研究组首先实验验证纠缠态本身不能违背贝尔不等式,没有非局域性。然后,他们对A边的光子做相继测量,进行互文性检验的同时检验相应的贝尔不等式。结果表明,这时贝尔不等式被违背了,也就是说他们利用量子互文性产生出了量子非局域性。另一方面,这个不等式恰好可以从自由意志定理推导出来,它的违背意味着对于光子的测量结果与其历史无关。

研究小组李传峰教授表示,该项工作对于量子非局域性和量子互文性等的理解具有重要的推动作用。同时,实验结果也表明,一个量子系统能同时提供容错量子计算和设备无关的量子保密通讯的资源,为设计融量子计算和保密量子通讯为一体的量子系统奠定了基础。(记者吴长锋)

(责编:阴重宇(实习生)、熊旭)

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