中國量子通信再獲突破：定量揭示量子非局域性

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士郭光燦領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點實驗室在量子力學(xué)基礎(chǔ)研究方面取得新進展，該實驗室李傳鋒、許金時研究組與其合作者實驗實現(xiàn)了單向量子導(dǎo)引，定量揭示了一類非對稱性的量子非局域性。該研究成果發(fā)表在4月21日《物理評論快報》上，并被選為“編輯推薦”文章，同時被美國物理學(xué)會 Physics 網(wǎng)站以《單向量子性》為題報道。論文共同第一作者是博士生孫凱和博士后葉向軍。

　　量子非局域性是量子力學(xué)最令人驚訝和著迷的特性之一，量子導(dǎo)引是近年來引起廣泛關(guān)注的一種量子非局域性。量子導(dǎo)引的概念是由薛定諤在研究 EPR 佯謬時提出的，描述了對一個粒子的測量能夠非局域地影響另一個粒子的狀態(tài)的能力，它是介于量子糾纏和貝爾非局域性之間的一種量子非局域特性，其測量結(jié)果無法用局域隱態(tài)模型來解釋。量子導(dǎo)引具有獨特的非對稱性，甚至于存在單向量子導(dǎo)引，即一方可以成功地對另一方進行量子導(dǎo)引，但反過來卻不行。

　　李傳鋒、許金時等人在前期實驗實現(xiàn)量子導(dǎo)引[ PRL 113， 140402 (2014)]的基礎(chǔ)上，在國際上首次實現(xiàn)了基于投影測量的單向量子導(dǎo)引。他們在理論上提出了“導(dǎo)引半徑”的概念來量化量子導(dǎo)引能力，在實驗上利用兩光子糾纏系統(tǒng)通過投影測量定量觀測到了量子導(dǎo)引的非對稱性，并進一步實現(xiàn)了單向的量子導(dǎo)引。同時，對于失敗的量子導(dǎo)引過程，他們首次通過實驗構(gòu)建局域隱態(tài)模型來重現(xiàn)觀測結(jié)果，直觀地展現(xiàn)了量子系統(tǒng)的不可導(dǎo)引性。

　　該工作為理解單向量子導(dǎo)引提供了一種直觀的視角，對量子力學(xué)基本問題研究具有重要意義，同時也展示了量子導(dǎo)引在完成單向量子信息任務(wù)方面的應(yīng)用前景。

　　該工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委、中科院和量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心的資助。