六光子量子非局域性被驗證

　　科技日報訊 （記者吳長鋒）中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒、黃運鋒研究組，成功制備出世界上最高保真度的六光子糾纏態，并首次驗證了六光子的量子非局域性。該成果發表在最近出版的《物理評論快報》上。

　　量子非局域性是量子信息和量子物理的核心問題之一，起源于著名科學家愛因斯坦與玻爾對量子力學的爭論。愛因斯坦認為量子力學不夠完善，“上帝是不會擲骰子的”。玻爾等人則認為量子隨機性是宇宙的一個基本特性。隨著科學的進步，越來越多的實驗使人們接受量子非局域性的觀念。量子態是個整體，如果對一個系統進行測量，那么同時會影響另一個系統的狀態。也就是說上帝擲骰子的技藝讓人匪夷所思，他擲出的骰子是聯動的。

　　多體情況下，量子非局域性的驗證特別復雜，人們提出了各種方法，其中GHZ悖論由于其“非此即彼”的非統計特性引起了人們極大的興趣。然而要進行“非此即彼”的非局域性驗證對糾纏態的保真度要求很高。雖然近年來人們已經能夠制備六光子甚至八光子糾纏態，但是其保真度有限，目前多光子GHZ悖論的實驗檢驗還停留在四光子階段。

　　李傳鋒、黃運鋒等人巧妙設計出“三明治”型糾纏源。這種新型的糾纏源具有更好的對稱性，從而使糾纏光子對的各種指標超越此前所有多光子實驗。由此研究組制備出的六光子GHZ態保真度高達88.4%，創造了世界最高水平。研究組在以上基礎上最終實驗驗證了六光子GHZ型非局域性。這項工作為多光子實驗的保真度和亮度設立了新標準，對量子通訊網絡、量子計算和量子物理基本問題的研究都將帶來極大的促進作用。