我国首次实现对量子网络中的二元隐变量理论的实验检验

放大字体  缩小字体 2019-08-28 15:43:21  阅读:4590 作者:责任编辑。陈微竹0371

中国科技大学网站27日音讯,近来,该校潘建伟、张强、范靖云等与中国科学院上海微体系与信息技能研讨所、上海交通大学等单位的科研人员协作,在世界上初次在封闭定域性、丈量独立性以及羁绊源独立性等缝隙的根底上,试验完成了对量子网络中的二元隐变量理论的试验查验,为量子网络中量子非定域性的试验研讨以及使用拓荒了新的路途。相关成果于 8月27日在线宣布在世界威望学术期刊《天然 光子学》上。

图自中国科学技能大学

非定域性是量子力学的重要性质,也是爱因斯坦质疑量子力学齐备性的主要原因。曩昔的几十年里,在各种二体物理体系中进行的以贝尔不等式违反为代表的非定域性试验查验悉数支撑量子非定域性。在这个过程中开展起来的理论和试验技能,为量子信息科学的开展奠定了根底,并起到了极大的推进效果。跟着量子网络的开展,人们发现其杂乱的拓扑结构和其间彼此独立的羁绊源,会给量子非定域性带来愈加丰厚的物理内在和更多潜在的使用。比方,在羁绊交流网络中,两个来自独立羁绊源的光子,不需要有任何一起前史和彼此效果,就能发作量子羁绊。将贝尔的单一隐变量理论合理地推行到二元隐变量理论,即每个羁绊源所对应的隐变量也是彼此独立的,能够推导出相似贝尔不等式的二元定域不等式。比较于二体体系下的贝尔不等式,违反该二元定域不等式,即验证非二元定域性,对体系对比度的要求更低,并且具有更高的噪声容忍度。现在,关于量子网络中的多元定域不等式以及其使用的研讨成为一个热门。

但是,试验上完成对二元定域不等式的无缝隙查验却存在很大的技能难度。除了之前的无缝隙贝尔不等式查验中所要封闭的一切缝隙之外,还需要额定封闭羁绊源之间的独立性缝隙。在此之前的此类试验中,还没有任何一个缝隙被成功封闭。

潘建伟、张强等在世界上初次完成了独立羁绊源的远间隔同步技能,先后完成了城域光纤网络中根据独立羁绊源的量子隐形传态和百公里羁绊交流等一系列作业。在这些作业的根底上,他们将具有随机相位的激光脉冲作为羁绊源的种子光,彻底确保了羁绊源的独立性,封闭了羁绊源的独立性缝隙;他们也进一步开展了高速偏振调制器,经过量子随机数发作器发生的信号对其进行驱动,在250MHz重复频率下,完成了对光子偏振态高达99%保真度的精准调控。上述技能的开展极大缩短了非定域性查验所需的间隔要求,然后使得只需构建小型量子网络就能够一起封闭定域性和丈量独立性缝隙。在该试验中,他们也完成了对二元定域不等式高达45个标准差的违反,演示了其优于贝尔不等式违反的噪声容忍度。

该试验得到审稿人的高度评价:“这是在量子网络中有潜在使用价值的重要技能进步”和“鉴于最近在试验量子通讯方面取得了发展,这个试验是十分及时的,它为展现了未来更杂乱的量子网络中的非经典相关性的更先进的试验拓荒了路途”

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