研究人员在单一系统中监测到最强的量子情境性

发布时间：2023-07-31 16:02:15 所属栏目：动态来源：互联网

导读： 　　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，观察到了最强的单一体系结构中的量子情境性，通过多条贝尔非定域

　　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，观察到了最强的单一体系结构中的量子情境性，通过多条贝尔非定域性的单系统改写而成。

　　量子情境性指的是量子可观测物的测量不能被简单地认为是揭示预先存在的性质的现象。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，违反所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。

　　为了在单粒子系统中观察到更稳健的量子关联性，研究人员采用了图论方法来研究量子相关性。他们将非定域相关测量之间的交换关系与排他图联系起来，然后在单个高维系统中寻找另一组与图具有同构交换关系的测量。这种方法首先利用线性关系图计算出的参数充分量化了非线性量子关联的非对称性的经典非线性系统的性质。

　　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。进一步的研究表明，在团队先前发现的一类非局域相关中，广泛观察到这种情境性集中现象，其中情境性从非局域相关转变为单粒子高维相关。

　　在实验中，研究人员开发了一种空间光调制技术，在基于光子空间模式编码的七维量子系统中实现高保真量子态制备和测量。

　　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。量子违和值与经典极限之比达到0.274，创造了单粒子情境性实验中最高比值的新纪录。

　　量子上下文集中的发现不仅为观察更多的量子关联奠定了基础，而且具有推进量子计算在各种物理系统中的实现的潜力。此外，研究人员还利用这些数据开发了一个名为gravity的量子算法，该算法可以通过使用多个粒子来构建复杂的量子网络。

（编辑：常州站长网）

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