日前,中國(guó)科大李傳鋒、黃運(yùn)鋒研究組成功制備出世界最高保真度的六光子糾纏態(tài),并首次驗(yàn)證六光子的量子非局域性,成果發(fā)表在最近一期著名期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上,并被選為編輯推薦論文。
量子非局域性,是量子信息和量子物理的核心問(wèn)題之一,起源于著名科學(xué)家愛(ài)因斯坦與玻爾對(duì)量子力學(xué)的爭(zhēng)論。愛(ài)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(lái)越多的實(shí)驗(yàn)使人們接受量子非局域性的觀念,即量子態(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(shuō),上帝即便會(huì)擲骰子,那他擲骰子的技藝也匪夷所思,他擲出的骰子是聯(lián)動(dòng)的。
然而,要進(jìn)行“非此即彼”的非局域性驗(yàn)證,對(duì)于量子糾纏態(tài)的保真度要求很高。雖然近年來(lái)科學(xué)家已經(jīng)能夠制備六光子甚至八光子糾纏態(tài),但其保真度有限,目前量子非局域性實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)還停留在四光子階段。
李傳鋒、黃運(yùn)鋒等人巧妙地設(shè)計(jì)出“三明治”型量子糾纏源,這種新型糾纏源具有更好的對(duì)稱性,由此制備出的六光子糾纏態(tài)保真度高達(dá)88.4%,達(dá)到了世界最高水平。研究組在此基礎(chǔ)上,最終實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了六光子的量子非局域性。
李傳鋒表示,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(wèn)題的研究都將帶來(lái)極大的促進(jìn)作用。