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中国科大首次验证六光子量子非局域性

2016.1.12

  日前,中国科大李传锋、黄运锋研究组成功制备出世界最高保真度的六光子纠缠态,并首次验证六光子的量子非局域性,成果发表在最近一期著名期刊《物理评论快报》上,并被选为编辑推荐论文。

  量子非局域性,是量子信息和量子物理的核心问题之一,起源于著名科学家爱因斯坦与玻尔对量子力学的争论。爱因斯坦认为量子力学不够完善,“上帝是不会掷骰子的”。玻尔等人则认为,量子随机性是宇宙的一个基本特性。随着科学的进步,越来越多的实验使人们接受量子非局域性的观念,即量子态是个整体,如果对一个系统进行测量,那么同时会影响另一个系统的状态。也就是说,上帝即便会掷骰子,那他掷骰子的技艺也匪夷所思,他掷出的骰子是联动的。

  然而,要进行“非此即彼”的非局域性验证,对于量子纠缠态的保真度要求很高。虽然近年来科学家已经能够制备六光子甚至八光子纠缠态,但其保真度有限,目前量子非局域性实验检验还停留在四光子阶段。

  李传锋、黄运锋等人巧妙地设计出“三明治”型量子纠缠源,这种新型纠缠源具有更好的对称性,由此制备出的六光子纠缠态保真度高达88.4%,达到了世界最高水平。研究组在此基础上,最终实验验证了六光子的量子非局域性。

  李传锋表示,这项工作为多光子实验的保真度和亮度设立了新标准,对量子通讯网络、量子计算和量子物理基本问题的研究都将带来极大的促进作用。

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