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中國量子通信再獲突破 定量揭示量子非局域性

2016-05-06

  中國科學技術(shù)大學教授、中國科學院院士郭光燦領(lǐng)導的中科院量子信息重點實驗室在量子力學基礎(chǔ)研究方面取得新進展,,該實驗室李傳鋒,、許金時研究組與其合作者實驗實現(xiàn)了單向量子導引,,定量揭示了一類非對稱性的量子非局域性。該研究成果發(fā)表在4月21日《物理評論快報》上,,并被選為“編輯推薦”文章,,同時被美國物理學會 Physics 網(wǎng)站以《單向量子性》為題報道。論文共同第一作者是博士生孫凱和博士后葉向軍,。

  量子非局域性是量子力學最令人驚訝和著迷的特性之一,,量子導引是近年來引起廣泛關(guān)注的一種量子非局域性。量子導引的概念是由薛定諤在研究 EPR 佯謬時提出的,,描述了對一個粒子的測量能夠非局域地影響另一個粒子的狀態(tài)的能力,,它是介于量子糾纏和貝爾非局域性之間的一種量子非局域特性,其測量結(jié)果無法用局域隱態(tài)模型來解釋,。量子導引具有獨特的非對稱性,,甚至于存在單向量子導引,即一方可以成功地對另一方進行量子導引,,但反過來卻不行,。

  李傳鋒、許金時等人在前期實驗實現(xiàn)量子導引[ PRL 113,, 140402 (2014)]的基礎(chǔ)上,,在國際上首次實現(xiàn)了基于投影測量的單向量子導引。他們在理論上提出了“導引半徑”的概念來量化量子導引能力,,在實驗上利用兩光子糾纏系統(tǒng)通過投影測量定量觀測到了量子導引的非對稱性,,并進一步實現(xiàn)了單向的量子導引。同時,對于失敗的量子導引過程,,他們首次通過實驗構(gòu)建局域隱態(tài)模型來重現(xiàn)觀測結(jié)果,,直觀地展現(xiàn)了量子系統(tǒng)的不可導引性。

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  該工作為理解單向量子導引提供了一種直觀的視角,,對量子力學基本問題研究具有重要意義,,同時也展示了量子導引在完成單向量子信息任務方面的應用前景。

  該工作得到了科技部,、國家自然科學基金委,、中科院和量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心的資助。


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