it之家 6 月 3 日消息，據中國科學技術大學新聞，該校郭光燦院士團隊在量子非局域性研究方面取得重要進展，該團隊柳必恆研究組與瑞典隆德大學 armin tavakoli 博士團隊合作，在實驗上實現了高保真度高維多光子糾纏態製備，並首次觀測到真高維多體非局域性的存在。該工作已於 5 月 30 日發表在國際知名期刊《自然・通訊》上。
據介紹，量子非局域性是量子力學最深刻的現象之一，揭示了量子物理與經典物理本質上的區別，同時也為量子信息的安全提供了保障。
非局域性的實驗研究長期以來主要集中在兩個粒子和二維繫統（即「量子比特」）之間。而真實世界中的許多量子過程涉及多個粒子和更高維度，這意味著高維多體系統不僅是基本科學問題的重要延伸，也為提升量子系統的信息處理能力、抗干擾能力和通信容量提供了可能。
然而，由於高維度與多體系統帶來的複雜度急劇增加，這一領域的實驗研究一直面臨巨大的挑戰。研究團隊為攻克上述挑戰，提出並實現了一種基於「路徑不可區分性」原理的高維多體糾纏態製備方法。
該方案利用光子的路徑自由度編碼三維量子態，並通過偏振控制實現二維平面中不同路徑間的高效交換操作，從而在保持高度相干性的同時顯著提高了系統穩定性與操控精度。通過該方法，實驗成功製備了三光子三維 greenberger–horne–zeilinger（ghz）態，糾纏態保真度高達 91%，創造了高維多光子糾纏態保真度的最高紀錄，為非局域性檢測提供了堅實的基礎。
it之家從中國科學技術大學獲悉，研究團隊在此基礎上通過構建新型貝爾不等式檢驗範式，實驗觀測到超越量子比特系統理論極限的量子關聯。該成果首次在實驗層面證實了真實高維多體非局域性的存在，為設備無關型量子信息應用的未來發展奠定了重要基礎。
這項突破性成果不僅填補了國際高維多體量子非局域性實驗研究領域的空白，更深化了人類對量子糾纏本質的認知，同時為構建可擴展、高容量、抗雜訊的量子信息處理系統提供了關鍵技術支撐。作為新型量子資源，高維多體糾纏態在量子通信、量子計算與量子精密測量等前沿領域展現出廣闊應用前景。
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