研究人员在单一系统中探测到最强的量子情境性

发布时间：2023-07-31 13:20:38 所属栏目：动态来源：

导读：实验设置。(a)准备测量实验的光学设置。空间光调制器(SLM)通过调制光子波前对初始状态进行编码。一个4 f相关器将波前映射到第二个SLM上，后者实现了测量。光子由单模光纤(SMF)收集，并送到单光子雪崩探测器(SPAD)进行

实验设置。(a)准备测量实验的光学设置。空间光调制器(SLM)通过调制光子波前对初始状态进行编码。一个4 f相关器将波前映射到第二个SLM上，后者实现了测量。光子由单模光纤(SMF)收集，并送到单光子雪崩探测器(SPAD)进行光子计数。(b)显示编码方案的全息图样本。相应的状态|ψ⟩=(⟩+ | | 1 2⟩+ | 3⟩+ | 4⟩)/ 2。(c)计算与实测波函数剖面的例子。来源: 物理评论快报(2023)。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.130.240202

中国科学院中国科学技术大学李传峰教授、徐进石教授与南开大学陈静玲教授、塞维利亚大学Adán Cabello教授合作，研究了多部贝尔非定域的单系统版本，并观察到单系统中最高程度的量子情境性。他们的研究成果发表在《物理评论快报》上。

量子情境性指的是对于量子可观测物的测量不能被简单地理所当然地认为这些是揭示相对论预先计算出的存在的性质的现象。它是量子力学的一个显著特征，也是量子计算的重要资源。情境性否定了非情境性隐变量理论，并与量子非定域性密切相关。

在多部系统中，量子非定域性是量子情境性与非情境性隐变量理论矛盾的结果。非定域性的程度可以通过贝尔不等式的违反来测量，以往的研究表明，违反随涉及的量子比特数呈指数增长。然而，虽然与多粒子系统相比，单粒子高维系统提供了更多的测量可能性，但提高上下文相关性的鲁棒性仍然是一个持续的挑战。

研究人员发现，利用上述方法将Mermin-Ardehali-Belinskii-Klyshko (MABK) Bell不等式转化为非情境性不等式后，与原Bell不等式相比，最大违和量相同，但所需的Hilbert空间维数较小。新的研究深入扩展了之前所发现的群体现象的范围，证实了在该群体的以前研究中观察到的那种特定的区域无关性的转变过程中存在普遍的情境聚集效应的现象，并证明了将单一粒子的高维度关联引入到无区域的描述中的可能性。

通过确保初始和后续测量之间的最小干扰，他们观察到从三方MABK不等式推导出的非情境性不等式的违反超过68个标准差。这种量子违和值与引力波的经典动力学极限之比达到0.274，创造了单粒子物理学情境性实验中最高量子纠缠比值的新纪录。

在量子上下文集中找到的不仅仅是增强了观察到更多量子相关性的机会，同时也有希望在各种物理学体系中得到更广泛的应用和发展用于实现量子计算的潜在优势。

（编辑：汽车网）

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