本報訊 188bet足球郭光燦院士團隊李(li)傳鋒、許金時(shi)、孫(sun)凱等人對(dui)多(duo)(duo)體量(liang)(liang)子(zi)(zi)導(dao)引(yin)的關(guan)系結構(gou)進(jin)行了實驗研(yan)究，首(shou)次觀(guan)測到多(duo)(duo)體量(liang)(liang)子(zi)(zi)導(dao)引(yin)的非(fei)單配(pei)性共(gong)享關(guan)系，即其中一方的量(liang)(liang)子(zi)(zi)態可以被(bei)另(ling)外兩方同時(shi)導(dao)引(yin)。研(yan)究成果日(ri)前發表于(yu)《物理評論快報》。

量子(zi)導(dao)引(yin)描述(shu)了一(yi)(yi)個(ge)粒(li)子(zi)通過局域測(ce)量影響另一(yi)(yi)個(ge)粒(li)子(zi)量子(zi)態的(de)能(neng)(neng)力。作為一(yi)(yi)種量子(zi)非局域現象(xiang)，量子(zi)導(dao)引(yin)擁有獨特(te)的(de)非對稱性質，能(neng)(neng)進一(yi)(yi)步實現單向量子(zi)導(dao)引(yin)，即(ji)一(yi)(yi)方(fang)可以(yi)導(dao)引(yin)另一(yi)(yi)方(fang)，反過來(lai)卻不行。在多體量子(zi)導(dao)引(yin)的(de)研究中(zhong)，單配性關系會限制量子(zi)導(dao)引(yin)在個(ge)體之間的(de)分享能(neng)(neng)力，使得(de)一(yi)(yi)方(fang)不能(neng)(neng)同時被其他參與方(fang)導(dao)引(yin)。

然(ran)而，理(li)論研究(jiu)表明，在增加(jia)測量(liang)(liang)(liang)方向的(de)情(qing)況(kuang)下，多體(ti)(ti)量(liang)(liang)(liang)子(zi)導(dao)引(yin)會出現違(wei)背單配(pei)性的(de)現象，展示出多體(ti)(ti)之間豐富的(de)導(dao)引(yin)共享關(guan)系結構。為實驗(yan)驗(yan)證這種非單配(pei)性共享關(guan)系，研究(jiu)人員(yuan)需(xu)要對多體(ti)(ti)量(liang)(liang)(liang)子(zi)系統(tong)進行任意測量(liang)(liang)(liang)，這就要求制備具有高保(bao)真(zhen)度的(de)多體(ti)(ti)糾(jiu)纏量(liang)(liang)(liang)子(zi)比(bi)特系統(tong)。

李傳鋒、許(xu)金時、孫凱等人(ren)近年來系統開展了量(liang)子(zi)導引(yin)(yin)(yin)的(de)實驗研究。在此基礎上，研究組進一(yi)步利用光子(zi)的(de)偏振、路徑和軌道角動量(liang)三個自由度，構建了三量(liang)子(zi)比特系統，制備了一(yi)系列的(de)三體糾纏態，平均保(bao)真度達到96%。通過拓展量(liang)子(zi)導引(yin)(yin)(yin)的(de)不確定關(guan)系判(pan)據(ju)，他(ta)們研究了多(duo)體量(liang)子(zi)導引(yin)(yin)(yin)的(de)非單配(pei)性共享關(guan)系。

實驗結果表明，在三(san)體(ti)(ti)量(liang)(liang)子(zi)(zi)系統(tong)中，一(yi)方(fang)的(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)態可以被另外兩方(fang)同(tong)時導引(yin)，這種現(xian)象(xiang)違背(bei)了(le)傳統(tong)的(de)(de)單(dan)配性關系，證實了(le)多(duo)體(ti)(ti)量(liang)(liang)子(zi)(zi)導引(yin)的(de)(de)共享(xiang)性質。研(yan)究組通過對(dui)處于(yu)W態（一(yi)類多(duo)體(ti)(ti)糾纏(chan)態）的(de)(de)三(san)體(ti)(ti)系統(tong)進行分析(xi)，展示了(le)不同(tong)的(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)導引(yin)架構。利(li)用所證實的(de)(de)多(duo)體(ti)(ti)量(liang)(liang)子(zi)(zi)導引(yin)非單(dan)配性的(de)(de)共享(xiang)關系，研(yan)究組進一(yi)步實現(xian)了(le)三(san)體(ti)(ti)真糾纏(chan)的(de)(de)實驗驗證。與(yu)常(chang)規方(fang)法(fa)相比，這種檢(jian)測方(fang)法(fa)只需(xu)要(yao)更(geng)少的(de)(de)測量(liang)(liang)資源，展現(xian)了(le)其高效(xiao)性。

這項成果展示了量子導引在多體系統中豐富的關系結構，加深了對量子導引物理概念的理解，對量子信息基礎研究具有重要意義。研究還為基于量子導引單配性的信息協議提供了全面的分析視角，在多用戶量子通信、量子網絡搭建、多體糾纏檢測中都具有重要的應用前景。（桂運安 王敏）

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//doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.120402

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