我国科研团队首次实现无漏洞哈代佯谬检验

记者11日从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、张强、陈凯等组成的研究团队与南开大学陈景灵等合作，成功实现了关闭探测效率漏洞与局域性漏洞的哈代非定域性演示。该研究为量子力学非定域性提供了新证据，并为相关的量子信息应用奠定了基础。相关研究成果日前以“编辑推荐”的形式发表在国际学术期刊《物理评论快报》上。

对量子力学非定域性的检验一直是物理学的重要研究内容。20世纪90年代，一种新的检验局域实在性的方式——哈代佯谬被提出。该佯谬是指，两个观测者对各自收到的粒子进行随机测量并记录结果，在满足三个哈代条件事件出现的概率为零的情况下，量子力学预测第四个哈代事件出现的概率大于零，这与定域实在论对第四个哈代事件概率等于零的预测相悖。哈代佯谬以简洁的逻辑和最少的资源揭示了量子力学非定域性与定域实在论的矛盾。尽管已有许多实验检验哈代佯谬，但这些工作都存在类似于贝尔不等式检验中的局域性漏洞和探测效率漏洞。因此，实现无漏洞的哈代佯谬检验一直是理论上和实验上的挑战。

研究中，研究人员在理论上进一步发展了哈代约束的Eberhard不等式，该不等式允许在探测效率漏洞被关闭且存在噪声的情况下进行哈代佯谬检验。他们通过优化空间光路的参数，产生了可预报探测效率为82%、保真度为99.1%的纠缠光子对，成功关闭了探测效率漏洞。此外，研究团队通过精心设计的时空配置，确保了纠缠光子对的产生和观测者的测量选择，测量事件和观测者的测量选择均处于类空间隔，从而关闭了局域性漏洞，首次实现了无漏洞的哈代佯谬检验。

研究人员表示，这项研究不仅对量子物理基础研究具有重要意义，而且对量子密钥分发、量子随机数认证等量子信息技术的发展具有重要影响。审稿人高度评价了这项工作，认为“实验结果以及检验局域实在性的量化证据令人印象深刻”。

（中国科大供图）