近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、張強(qiáng)、陳凱等組成的研究團(tuán)隊(duì)與南開大學(xué)陳景靈等合作，成功實(shí)現(xiàn)了關(guān)閉探測(cè)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(xué)非定域性提供了新證據(jù)，并為相關(guān)的量子信息應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果日前以“編輯推薦”的形式發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　對(duì)量子力學(xué)非定域性的檢驗(yàn)一直是物理學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。20世紀(jì)90年代，一種新的檢驗(yàn)局域?qū)嵲谛缘姆绞健鹬嚤惶岢?。該佯謬是指，兩個(gè)觀測(cè)者對(duì)各自收到的粒子進(jìn)行隨機(jī)測(cè)量并記錄結(jié)果，在滿足三個(gè)哈代條件事件出現(xiàn)的概率為零的情況下，量子力學(xué)預(yù)測(cè)第四個(gè)哈代事件出現(xiàn)的概率大于零，這與定域?qū)嵲谡搶?duì)第四個(gè)哈代事件概率等于零的預(yù)測(cè)相悖。哈代佯謬以簡(jiǎn)潔的邏輯和最少的資源揭示了量子力學(xué)非定域性與定域?qū)嵲谡摰拿?。盡管已有許多實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)哈代佯謬，但這些工作都存在類似于貝爾不等式檢驗(yàn)中的局域性漏洞和探測(cè)效率漏洞。因此，實(shí)現(xiàn)無(wú)漏洞的哈代佯謬檢驗(yàn)一直是理論上和實(shí)驗(yàn)上的挑戰(zhàn)。

　　研究中，研究人員在理論上進(jìn)一步發(fā)展了哈代約束的Eberhard不等式，該不等式允許在探測(cè)效率漏洞被關(guān)閉且存在噪聲的情況下進(jìn)行哈代佯謬檢驗(yàn)。他們通過(guò)優(yōu)化空間光路的參數(shù)，產(chǎn)生了可預(yù)報(bào)探測(cè)效率為82%、保真度為99.1%的糾纏光子對(duì)，成功關(guān)閉了探測(cè)效率漏洞。此外，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)精心設(shè)計(jì)的時(shí)空配置，確保了糾纏光子對(duì)的產(chǎn)生和觀測(cè)者的測(cè)量選擇，測(cè)量事件和觀測(cè)者的測(cè)量選擇均處于類空間隔，從而關(guān)閉了局域性漏洞，首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)漏洞的哈代佯謬檢驗(yàn)。

　　研究人員表示，這項(xiàng)研究不僅對(duì)量子物理基礎(chǔ)研究具有重要意義，而且對(duì)量子密鑰分發(fā)、量子隨機(jī)數(shù)認(rèn)證等量子信息技術(shù)的發(fā)展具有重要影響。審稿人高度評(píng)價(jià)了這項(xiàng)工作，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及檢驗(yàn)局域?qū)嵲谛缘牧炕C據(jù)令人印象深刻”。