中科大首次研製出非局域量子模擬器

本報訊中國科學技術大學教授李傳鋒研究組首次研製出非局域量子模擬器並模擬宇稱—時間世界中的超光速現象。該成果首次展示了非局域性在量子模擬中的重要作用，完成了經典計算機無法模擬的任務，為量子模擬器的發展開拓了新的研究方向。研究成果8月8日在線發表於《自然—光子學》。

量子模擬器是解決特定問題的專用量子計算機。本項研究成果首次揭示了量子模擬器的另一個重要優勢，即量子非局域特性。研究組構建的非局域量子模擬器可以用來研究一些量子物理基本問題，對這類問題經典計算機在原理上是無法求解的。

宇稱—時間對稱理論認為，人們現在認識的量子世界只是宇稱—時間世界的一種特殊情況。李傳鋒研究組在實驗上模擬了一個這樣的世界。他們將糾纏光子對分發到兩個相距25米的實驗室構建非局域量子模擬器。

量子糾纏具有一種奇特的性質叫作非局域性，即存在愛因斯坦所說的「幽靈般的超距作用」：相距很遠的一對糾纏粒子，當我們對其中一個粒子進行測量時，另一個粒子的狀態也會瞬間坍縮。由於這種坍縮是隨機的，所以一般情況下「幽靈般的超距作用」是不能超光速傳輸信息的。研究組通過後選擇（成功幾率50%），使糾纏光子對中的一個光子進行宇稱—時間對稱演化時，能使信息以超過1.9倍的光速從一個實驗室傳輸到另一個實驗室。當然，進一步的結果證實，如果考慮整個系統，總體上看信息的傳輸速度依然不會超過光速。

該成果揭示兩個問題：一是現實世界中能否找到符合宇稱—時間對稱演化的量子系統，一旦找到則有可能進行超光速通訊；二是在「幽靈般的超距作用」與超光速通訊之間，是否能容下比量子力學更基本的理論。（范瓊）

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