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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 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完备性的主要原因。过去的几十年里，在各种二体物理系统中进行的以贝尔不等式违背为代表的非定域性实验检验全部支持量子非定域性。在这个过程中发展起来的理论和实验技术，为量子信息科学的发展奠定了基础，并起到了极大的推动作用。随着量子网络的发展，人们发现其复杂的拓扑结构和其中相互独立的纠缠源，会给量子非定域性带来更加丰富的物理内涵和更多潜在的应用。比如，在纠缠交换网络中，两个来自独立纠缠源的光子，不需要有任何共同历史和相互作用，就能发生量子纠缠。将贝尔的单一隐变量理论合理地推广到二元隐变量理论，即每个纠缠源所对应的隐变量也是相互独立的，可以推导出类似贝尔不等式的二元定域不等式。相比于二体系统下的贝尔不等式，违背该二元定域不等式，即验证非二元定域性，对系统对比度的要求更低，而且具有更高的噪声容忍度。目前，对于量子网络中的多元定域不等式以及其应用的研究成为一个热点。 然而，实验上实现对二元定域不等式的无漏洞检验却存在很大的技术难度。除了之前的无漏洞贝尔不等式检验中所要关闭的所有漏洞之外，还需要额外关闭纠缠源之间的独立性漏洞。在此之前的此类实验中，还没有任何一个漏洞被成功关闭。 潘建伟、张强等在国际上首次实现了独立纠缠源的远距离同步技术，先后完成了城域光纤网络中基于独立纠缠源的量子隐形传态和百公里纠缠交换等一系列工作。在这些工作的基础上，他们将具有随机相位的激光脉冲作为纠缠源的种子光，完全保证了纠缠源的独立性，关闭了纠缠源的独立性漏洞；他们也进一步发展了高速偏振调制器，通过量子随机数发生器产生的信号对其进行驱动，在250MHz重复频率下，实现了对光子偏振态高达99%保真度的精准调控。上述技术的发展极大缩短了非定域性检验所需的距离要求，从而使得只需构建小型量子网络就可以同时关闭定域性和测量独立性漏洞。在该实验中，他们也实现了对二元定域不等式高达45个标准差的违背，演示了其优于贝尔不等式违背的噪声容忍度。 审稿人高度评价该成果：“这是在量子网络中有潜在应用价值的重要技术进步”“它为展示未来更复杂的量子网络中，非经典相关性的更先进实验开辟了道路”。 相关链接：https://www.nature.com/articles/s41566-019-0502-7 分享到：
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最新评论
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ropsz3279 2019-08-29 19:46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
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qq1011805168 2019-08-29 20:18棒棒的
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daite1978 2019-08-29 20:19二元隐变量理论！
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mam07 2019-08-29 20:45量子这个，给力啊~
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星空38 2019-08-29 23:05这、、这一个量子技术衍生出多少技术？
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mang2004 2019-08-30 00:19Experimental demonstration of non-bilocality with truly independent sources and strict locality constraints
Abstract
The ongoing interest in creating a secure global quantum network culminated recently in the demonstration of transcontinental quantum communication1. There is a pressing need to examine the properties attached to a quantum network architecture from multiple perspectives, including physics foundations2, communication security3, the efficient use of resources and innovative technological applications4,5. Here, we present an experimental realization of a five-node quantum network, in which quantum sources at two nodes deliver entangled photon pairs to three measurement nodes. With relevant events between five nodes separated space-like, we demonstrate violation of the Bell inequality and bilocal inequality6, with the locality, measurement independence and quantum source independence loopholes closed simultaneously in a quantum network. This experimental realization may be valuable for the design and implementation of future quantum networks.
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tassy 2019-08-30 00:34量子网络中的实验检验