日前,中國科大李傳鋒、黃運鋒研究組成功制備出世界最高保真度的六光子糾纏態,并首次驗證六光子的量子非局域性,成果發表在最近一期著名期刊《物理評論快報》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,即量子態是個整體,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,上帝即便會擲骰子,那他擲骰子的技藝也匪夷所思,他擲出的骰子是聯動的。
然而,要進行“非此即彼”的非局域性驗證,對于量子糾纏態的保真度要求很高。雖然近年來科學家已經能夠制備六光子甚至八光子糾纏態,但其保真度有限,目前量子非局域性實驗檢驗還停留在四光子階段。
李傳鋒、黃運鋒等人巧妙地設計出“三明治”型量子糾纏源,這種新型糾纏源具有更好的對稱性,由此制備出的六光子糾纏態保真度高達88.4%,達到了世界最高水平。研究組在此基礎上,最終實驗驗證了六光子的量子非局域性。
李傳鋒表示,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。