中国科大观测到最强的逻辑形式量子关联

据IT之家报道，2月5日，中国科学技术大学的郭光灿院士团队，李传锋教授和许金时教授的研究小组联合其他合作伙伴，成功开发了一种适用于单体高维量子系统研究的可扩展光学系统，并首次观察到了最强的逻辑形式量子关联。

李传锋教授、许金时教授及数学科学学院的马杰教授，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共同组成了此次研究团队。相关研究成果已于1月29日发表在国际知名期刊《科学・进展》（IT之家提供的 DOI: 10.1126/sciadv.abd8080）。

量子力学展示了超过经典物理的关联，其中特别的逻辑形式量子关联能够在不违反不等式的情况下，清晰地显示与经典关联的差异，因而受到了广泛的关注。

1989年，Greenberger、Horne和Zeilinger（GHZ）首次提出了依赖于态的逻辑形式量子关联，揭示了量子力学与经典物理在实验中存在的确定性矛盾，这就是著名的GHZ悖论。逻辑形式量子关联的强度与所用条件概率组合的数量有关，组合数越少，量子关联就越显著。

自GHZ结果发表已有36年，逻辑形式量子关联的进一步加强一直未见突破。为了解决这一难题，研究团队开发了适用于逻辑形式关联的图论方法，通过探索图论常数，在37维空间中只使用三个条件概率组合找到了量子关联。

研究进一步表明，条件概率组合的数量已无法再减少，这一发现坚实证明了逻辑形式量子关联的极限。

为了在高维空间中观察量子关联，研究团队设计了一种基于直接和空间编码以及时间维度复用的可扩展光学系统，这种设计可以将高维空间中的制备与测量实验分解为多个低维空间中的实验。通过该系统，团队以超过8个标准差的置信度观察到了高维空间下的逻辑形式量子关联。此次研究为探索其他更强形式的量子关联提供了重要线索，同时在量子计算和量子通信领域，观察到的量子关联将具有重要的应用价值。

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