我国首次实验检验无相容性漏洞的量子互文性

我国首次实验检验无相容性漏洞的量子互文性

中国科学院量子信息重点实验室的研究人员在量子力学基本问题研究中取得重要进展，首次通过实验检验了无相容性漏洞的Kochen-Specker（KS）量子互文性。

据了解，量子非局域性包括空间上的Bell非局域性和时间上的量子互文性，是量子理论的重要特性。对其进行实验检验，特别是无漏洞检验，是量子力学基础研究和量子信息研究的重要课题。对于Bell非局域性的检验，研究人员已基本实现了无漏洞实验检验。KS量子互文性是指对一个高于两维的量子系统进行相继两个测量，后一个测量的结果会受前一个测量的影响。此前，已有KS量子互文性的实验检验均存在一些漏洞，要堵上KS互文性检验中的相容性漏洞，需要高保真度的两粒子三维纠缠态，利用两个粒子的空间分离来保障相容性条件，但已有实验方法所制备的三维纠缠态都达不到检验所要求的高保真度。

此次，研究人员创造性地采用路径编码方式，通过自发参量下的转换过程，实验制备出了保真度高达97.5%的两光子三维纠缠态。该制备方法具有可扩展性，可用来制备更高维的高保真度纠缠光子对。研究人员进一步将两个光子在空间上分离，从而成功堵上了相容性漏洞，实验结果以31个标准差违背经典理论的预言结果支持了量子力学预言。

该项研究成果在无漏洞量子互文性的实验检验方面迈出了重要一步，将对量子物理基本问题、量子态制备、量子态扫描和量子计算等研究产生重要的影响。

(中科大)