量子互文性最强的单体量子系统

发布时间：2023-06-26 13:04:03 所属栏目：动态来源：

导读：量子互文性是量子力学中一种具有独特特性的特质,也是实现普适量子计算的重要资源之一。它指的是一个物理量在量子测量下的结果依赖于测量进行的方式，而不仅仅是被测量的物理量本身。量子互文性使得量子力学与任何非互

量子互文性是量子力学中一种具有独特特性的特质,也是实现普适量子计算的重要资源之一。它指的是一个物理量在量子测量下的结果依赖于测量进行的方式，而不仅仅是被测量的物理量本身。量子互文性使得量子力学与任何非互文性的隐变量理论都不相容，并且量子互文性与量子非定域性具有紧密的联系。量子非定域性就是量子互文性在多体系统中与非互文隐变量理论相矛盾的表现。贝尔不等式的违背值可以表征非定域性的大小，研究表明贝尔不等式的违背值可以随量子比特数指数增加。然而，尽管在单体高维量子系统中可以构造出比多体系统中更丰富的测量，如何在其中获得超越非定域性关联强度的互文性却一直是悬而未决的问题。

研究组发现当将非经典性随粒子数指数增长的Mermin-Ardehali-Belinskii-Klyshko(MABK)贝尔不等式用上述方法转化为非互文性不等式时，不等式的最大维背与先前相同，但是所需的希尔伯特空间维数小于原先贝尔不等式的维数。进一步结果表明，这种互文性从非定域性关联向单体高维关联“浓缩”(contextuality concentration)的现象广泛存在于研究组前期发现的一类非定域性关联[npj Quant. Inf.7, 66 (2021)] 中。

在实验上，研究组发展空间光调制技术，在研制的一个基于光子通道的空间相位差模式光子编码的7维量子系统中实现了高保真度的量子态制备和相关系数的测量，从而在保证前后测量之间无扰动的基础上，观测到对于从三体MABK不等式转化得到的非互文性不等式超过68个标准差的违背，并且量子违背值与经典极限的比值达到0.274，创下了单体系统互文性实验中该比值的最高纪录。

（编辑：汽车网）

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