中國科大觀測到最強的邏輯形式量子關(guān)聯(lián)

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 方夢宇）記者近日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊的教授李傳鋒、許金時研究組與合作者發(fā)展了適合研究單體高維量子系統(tǒng)的可擴展光學(xué)體系，成功觀測到最強的邏輯形式量子關(guān)聯(lián)。1月29日，研究成果發(fā)表于《科學(xué)進展》。

量子力學(xué)允許出現(xiàn)超越經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)聯(lián)，其中邏輯形式的量子關(guān)聯(lián)無需違背不等式，能夠更明確地展示與經(jīng)典關(guān)聯(lián)的不同，吸引了廣泛的關(guān)注。邏輯形式量子關(guān)聯(lián)的強度與所使用的條件概率組合的數(shù)量有關(guān)，條件概率組合數(shù)越少，量子關(guān)聯(lián)就越強，其中更強的邏輯形式量子關(guān)聯(lián)一直未取得進展。

為了解決這一開放性問題，研究團隊發(fā)展了適用于邏輯形式關(guān)聯(lián)的圖論方法，通過搜索圖論常數(shù)，在37維空間中發(fā)現(xiàn)了僅使用三個條件概率組合的量子關(guān)聯(lián)。研究進一步表明，條件概率組合的數(shù)量已無法進一步減少，證明了該結(jié)果就是邏輯形式量子關(guān)聯(lián)的極限。而為了觀察到高維空間中的量子關(guān)聯(lián)，研究團隊設(shè)計了一個基于直和空間編碼和時間維度復(fù)用的可擴展光學(xué)體系，可以將高維空間中的制備—測量實驗分解為多個低維空間中的實驗。團隊在該體系中以超過8個標(biāo)準(zhǔn)差的置信度，觀測到了高維空間下邏輯形式量子關(guān)聯(lián)。

研究人員介紹，該研究將為尋找更強的其他形式量子關(guān)聯(lián)提供重要線索，同時實驗中所觀測到的量子關(guān)聯(lián)將在量子計算和量子通信領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。