我國科研團隊首次實現無漏洞哈代佯謬檢驗

記者11日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、張強、陳凱等組成的研究團隊與南開大學陳景靈等合作，成功實現了關閉探測效率漏洞與局域性漏洞的哈代非定域性演示。該研究為量子力學非定域性提供了新證據，并為相關的量子信息應用奠定了基礎。相關研究成果日前以“編輯推薦”的形式發表在國際學術期刊《物理評論快報》上。

對量子力學非定域性的檢驗一直是物理學的重要研究內容。20世紀90年代，一種新的檢驗局域實在性的方式——哈代佯謬被提出。該佯謬是指，兩個觀測者對各自收到的粒子進行隨機測量并記錄結果，在滿足三個哈代條件事件出現的概率為零的情況下，量子力學預測第四個哈代事件出現的概率大于零，這與定域實在論對第四個哈代事件概率等于零的預測相悖。哈代佯謬以簡潔的邏輯和最少的資源揭示了量子力學非定域性與定域實在論的矛盾。盡管已有許多實驗檢驗哈代佯謬，但這些工作都存在類似于貝爾不等式檢驗中的局域性漏洞和探測效率漏洞。因此，實現無漏洞的哈代佯謬檢驗一直是理論上和實驗上的挑戰。

研究中，研究人員在理論上進一步發展了哈代約束的Eberhard不等式，該不等式允許在探測效率漏洞被關閉且存在噪聲的情況下進行哈代佯謬檢驗。他們通過優化空間光路的參數，產生了可預報探測效率為82%、保真度為99.1%的糾纏光子對，成功關閉了探測效率漏洞。此外，研究團隊通過精心設計的時空配置，確保了糾纏光子對的產生和觀測者的測量選擇，測量事件和觀測者的測量選擇均處于類空間隔，從而關閉了局域性漏洞，首次實現了無漏洞的哈代佯謬檢驗。

研究人員表示，這項研究不僅對量子物理基礎研究具有重要意義，而且對量子密鑰分發、量子隨機數認證等量子信息技術的發展具有重要影響。審稿人高度評價了這項工作，認為“實驗結果以及檢驗局域實在性的量化證據令人印象深刻”。

（中國科大供圖）