中国科大团队成功观测最强逻辑形式量子关联
时间：2025-02-08 20:30
小编：小世评选
近日，中国科学技术大学郭光灿院士领导的研究团队在量子物理领域取得了重大进展，成功观测到了至今为止最强的逻辑形式量子关联。这一成果由李传锋教授、许金时教授和数学科学学院的马杰教授等人共同研究，并与安徽大学的许振朋教授、北京玻色量子科技有限公司的文凯博士、南开大学的陈景灵教授等领域专家合作完成。相关研究成果已在国际顶级期刊《科学・进展》上正式发表（DOI: 10.1126/sciadv.abd8080），引发了科学界的广泛关注。
量子力学作为现代物理学的一根支柱，其特性与经典物理学截然不同。在量子世界中，粒子之间的关联性可能超越经典物理的理解，这种超越常规的关联主要体现为量子关联。而逻辑形式的量子关联则是量子关联的一种特殊形式，它不受经典不等式的限制，能够更加清晰地揭示量子关联与经典关联之间的本质区别。因此，如何深入研究和观测这种逻辑形式的量子关联，成为了物理学家们一直以来追求的目标。
回溯到1989年，物理学家Greenberger、Horne和Zeilinger首次提出了态依赖的逻辑形式量子关联理论，即所谓的GHZ悖论。该悖论揭示了量子力学中四个条件概率组合的预言与经典物理之间的矛盾，形成了一个令人惊叹且引人深思的课题。自GHZ悖论提出至今，尽管研究者们对逻辑形式量子关联的兴趣不断增加，但在进一步提高这种关联的强度方面进展缓慢。
在此背景下，中国科大的研究团队针对逻辑形式量子关联的强度问题进行了深入的探索。他们采用了一种基于图论的新方法，通过图论常数的探索，最终在37维空间中发现了一种全新的量子关联形式，仅需使用三个条件概率组合。这一发现的意义在于，它为逻辑形式量子关联的极限提供了重要的实验证据，表明现有的条件概率组合数量无法进一步减少。
为了实现高维空间下的量子关联观测，研究团队设计了一种创新性的可扩展光学实验体系。这一体系结合了直和空间编码和时间维度复用的技术，成功将高维空间中的制备-测量实验拆解为多个低维空间中的实验，使得高维逻辑形式量子关联的观察成为可能。在实验中，研究团队以超过8个标准差的置信度，观测到了高维空间下的逻辑形式量子关联，这不仅为量子关联的研究提供了新的思路，还进一步验证了逻辑形式量子关联的强大特性。
研究团队所取得的成就，不仅是在量子物理学理论上的飞跃，也为未来的量子计算和量子通信提供了重要的应用基础。逻辑形式量子关联的增强，将对量子信息科学的进展产生深远影响，推动其向更广泛的应用场景发展。
中国科大研究团队的成功观测为量子物理的基础研究开启了新篇章，代表了国内外在这一领域的又一重要进展。随着科学技术的不断进步，未来我们可以期待更多颠覆性的发现和应用落地，为人类的科技进步注入新的动力。同时，该研究成果也为后续探索更强的量子关联形式打下坚实基础，显示出量子科学研究的无限潜能与价值。
