六光子量子非局域性被驗(yàn)證

　　科技日?qǐng)?bào)訊 （記者吳長(zhǎng)鋒）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒、黃運(yùn)鋒研究組，成功制備出世界上最高保真度的六光子糾纏態(tài)，并首次驗(yàn)證了六光子的量子非局域性。該成果發(fā)表在最近出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　量子非局域性是量子信息和量子物理的核心問題之一，起源于著名科學(xué)家愛因斯坦與玻爾對(duì)量子力學(xué)的爭(zhēng)論。愛因斯坦認(rèn)為量子力學(xué)不夠完善，“上帝是不會(huì)擲骰子的”。玻爾等人則認(rèn)為量子隨機(jī)性是宇宙的一個(gè)基本特性。隨著科學(xué)的進(jìn)步，越來越多的實(shí)驗(yàn)使人們接受量子非局域性的觀念。量子態(tài)是個(gè)整體，如果對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，那么同時(shí)會(huì)影響另一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。也就是說上帝擲骰子的技藝讓人匪夷所思，他擲出的骰子是聯(lián)動(dòng)的。

　　多體情況下，量子非局域性的驗(yàn)證特別復(fù)雜，人們提出了各種方法，其中GHZ悖論由于其“非此即彼”的非統(tǒng)計(jì)特性引起了人們極大的興趣。然而要進(jìn)行“非此即彼”的非局域性驗(yàn)證對(duì)糾纏態(tài)的保真度要求很高。雖然近年來人們已經(jīng)能夠制備六光子甚至八光子糾纏態(tài)，但是其保真度有限，目前多光子GHZ悖論的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)還停留在四光子階段。

　　李傳鋒、黃運(yùn)鋒等人巧妙設(shè)計(jì)出“三明治”型糾纏源。這種新型的糾纏源具有更好的對(duì)稱性，從而使糾纏光子對(duì)的各種指標(biāo)超越此前所有多光子實(shí)驗(yàn)。由此研究組制備出的六光子GHZ態(tài)保真度高達(dá)88.4%，創(chuàng)造了世界最高水平。研究組在以上基礎(chǔ)上最終實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了六光子GHZ型非局域性。這項(xiàng)工作為多光子實(shí)驗(yàn)的保真度和亮度設(shè)立了新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)量子通訊網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算和量子物理基本問題的研究都將帶來極大的促進(jìn)作用。