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本網訊（記者 桂運安）記者8月28日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉院士團隊與合作者近期在國際上首次試驗驗證了量子網絡中的二元隱變量理論，為量子網絡中量子非定域性的實驗研究以及應用開辟了新的道路。成果8月27日在線發表在國際權威學術期刊《自然·光子學》上。

非定域性是量子力學的重要性質，也是愛因斯坦質疑量子力學完備性的主要原因。過去幾十年里，在各種二體物理系統中進行的以貝爾不等式違背為代表的非定域性實驗檢驗全部支持量子非定域性。隨著量子網絡的發展，人們發現其復雜的拓撲結構和其中相互獨立的糾纏源，會給量子非定域性帶來更加豐富的物理內涵和更多潛在的應用。比如，在糾纏交換網絡中，兩個來自獨立糾纏源的光子，不需要有任何共同歷史和相互作用，就能發生量子糾纏。這就將貝爾的單一隱變量理論合理地推廣到二元隱變量理論，即每個糾纏源所對應的隱變量也是相互獨立的，可以推導出類似貝爾不等式的二元定域不等式。該理論可以推廣到更復雜的量子網絡中。

然而，實驗上實現對二元定域不等式的無漏洞檢驗存在很大技術難度。除了之前的無漏洞貝爾不等式檢驗中所要關閉的所有漏洞之外，該實驗還需要額外關閉糾纏源之間的獨立性漏洞。

近年來，潘建偉團隊在國際上首次實現獨立糾纏源的遠距離同步技術，先后完成城域光纖網絡中基于獨立糾纏源的量子隱形傳態和百公里糾纏交換等一系列工作。在此基礎上，他們將具有隨機相位的激光脈沖作為糾纏源的種子光，完全保證了糾纏源的獨立性，關閉了糾纏源的獨立性漏洞。他們進一步發展了高速偏振調制器，通過量子隨機數發生器產生的信號對其進行驅動，實現了對光子偏振態高達99%保真度的精準調控。上述技術的發展，極大縮短了非定域性檢驗所需的距離要求，從而使得只需構建小型量子網絡就可以同時關閉定域性和測量獨立性漏洞。在該實驗中，他們也實現了對二元定域不等式高達45個標準差的違背，演示了其優于貝爾不等式違背的噪聲容忍度。

該實驗得到《自然·光子學》審稿人的高度評價：“這是在量子網絡中有潛在應用價值的重要技術進步”。