中科大揭示量子力學(xué)中一類新非局域特性 意義重大

中科大李傳鋒教授研究組與其合作者成功實(shí)現(xiàn)“非此即彼”框架下的愛因斯坦-波多爾斯基-羅森(EPR)操控的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，揭示了量子力學(xué)中一類新的非局域特性。這一成果日前發(fā)表在權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上，對(duì)于遠(yuǎn)程態(tài)制備、量子信息遠(yuǎn)程傳輸及量子密鑰分配等具有重要意義。

1935年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出著名的EPR佯謬。他們以量子力學(xué)基本原理為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出與經(jīng)典理論中的物理實(shí)在論相矛盾的結(jié)論，并把這一量子特性稱之為“幽靈般的超距作用”。薛定諤在研究這一佯謬時(shí)提出“操控”概念，被稱為EPR操控。

EPR操控描述了對(duì)一個(gè)粒子進(jìn)行測(cè)量能非局域地影響另一個(gè)粒子狀態(tài)的能力，它是一類新的量子非局域特性。通常說(shuō)的量子非局域特性，是指某個(gè)糾纏態(tài)能違背貝爾不等式，叫做貝爾非局域性。量子糾纏態(tài)中只有一部分具有EPR操控特性，而這些具有EPR操控特性的態(tài)中只有一部分具有貝爾非局域性。

研究組利用50米光纖來(lái)延遲被操控方光子的到達(dá)時(shí)間，并利用自由空間光調(diào)制器來(lái)實(shí)現(xiàn)被操控方對(duì)操控方信號(hào)的響應(yīng)，從而邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?shí)現(xiàn)EPR操控。由于“非此即彼”判據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差非常敏感，研究組一方面不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置使得整套系統(tǒng)保真度達(dá)到98%，另一方面發(fā)展出一套在“非此即彼”框架下處理實(shí)驗(yàn)誤差的方法，從而很好地檢驗(yàn)了不同量子態(tài)的可操控性。