中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組在量子力學基本問題研究中取得新進展，該實驗室李傳鋒、柳必恒等人與西班牙、匈牙利和德國的理論物理學家合作，首次實驗證實了量子力學中強于二值關聯(lián)的存在。該成果于5月4日發(fā)表在《物理評論快報》上，并入選“編輯推薦文章”。 $"NH{%95}  
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　　20世紀著名物理學家約翰·惠勒曾經提出一個令人深思的論斷“萬物源于比特（It from bit）”。這種觀點認為信息是非�；�本的，宇宙萬物（包括任何粒子和場，甚至時空）都起源于信息的基本單元——比特。量子信息興起以后，這一論斷升華為“萬物源于量子比特（It from qubit）”。以信息為基礎重新構建量子理論是當前重要研究方向。該實驗觸及了其中至關重要的一個問題，即只考慮比特或量子比特（即二值理論）來構建量子理論就夠用了嗎？ :(ql=+vDb4  
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　　我們來看測量問題。量子測量是量子力學中的基本問題之一。在經典理論中，復雜的多值問題測量可以拆解成二值測量來完成。例如，對一個三值問題（設輸出結果分別為1，2，3），可以通過兩步二值測量完成：第一步判定測量結果是不是1，如果不是，則進行下一步二值（2，3）測量來確定測量結果是2還是3。然而對于量子系統(tǒng)的測量，事情卻沒有這么簡單。該實驗的理論合作者利用三維量子糾纏態(tài)基于二值理論構造出一個特殊的不等式。如果實驗中這個不等式被違背了，則意味著量子力學中強于二值關聯(lián)的存在，或者說對多值問題的測量是不能通過拆解成二值測量來實現(xiàn)的。這就如同對貝爾不等式的違背會意味著局域實在論的觀點是錯誤的一樣。然而要在實驗上檢驗這個不等式卻是非常困難的，因為需要極高品質的高維糾纏源。 %XN;S29d5W  
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　　早在2016年，李傳鋒、柳必恒等人即自主研制出高品質的三維糾纏源[PRL 117, 170403 (2016)]。為了檢驗這個基于二值理論的不等式，他們簡化光源的設計，進一步提高了光源的性能。實驗上，他們把處于三維糾纏的兩個光子分發(fā)到兩個相距8米的實驗室中，完全隨機地選擇測量基進行測量。實驗觀測到對二值理論預言的明顯違背，違背量超過了9個標準差，從而首次實驗證實量子力學中強于二值關聯(lián)的存在。 L&s~j/pR  
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　　研究組公開了該實驗的完整原始數據，以供國際同行進行更深入的數據分析。該實驗將促進對量子力學理論基礎的進一步研究。 7"2BZ  
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　　審稿人對該工作給予了高度評價：“這觸及到了一個對量子力學基礎至關重要的問題：如果我們想把信息作為基礎來構建量子理論，那么只考慮‘比特’就夠了嗎？”“我推薦發(fā)表本論文，原因有二：a）確保廣大讀者意識到這一重要見解，因為它可以指導對量子力學理論基礎的進一步研究。b）該實驗完成得極其出色�！薄按送�，本實驗的數據可以公開獲取進行分析，特別是在基礎性實驗中，這真的是了不起的典范做法。” f_O|  
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　　論文的第一作者為中科院量子信息重點實驗室博士生胡曉敏。該項研究得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院和教育部的支持。 8hS^8  
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