我国科学家观测到最强逻辑形式量子关联

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中国科学技术大学郭光灿院士团队取得重大突破，成功观测到强度最高的逻辑形式量子关联！该研究成果已发表在国际顶级期刊《科学·进展》上，并被《新科学家》杂志专题报道。

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▲图示：(A) GHZ型悖论中互斥事件的图解；(B) 实验结果与非互文隐变量模型(NCHV)理论预测结果对比。

1989年，Greenberger、Horne和Zeilinger (GHZ) 首次提出态依赖的逻辑形式量子关联，并指出量子力学与经典物理学在四个条件概率组合的实验预测上存在根本性差异，即GHZ悖论。逻辑形式量子关联的强度与条件概率组合的数量成反比，组合数越少，关联越强。然而，36年来，更强的逻辑形式量子关联一直未能实现。

为了解决这一难题，研究团队创新性地运用图论方法，在37维空间中发现了仅需三个条件概率组合即可实现的量子关联。研究表明，该组合数已无法进一步减少，标志着逻辑形式量子关联强度的极限被找到。

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为了在高维空间观测这种量子关联，团队构建了一个基于直和空间编码和时间维度复用的可扩展光学系统，成功将高维实验分解为多个低维实验。该系统以超过8个标准差的置信度，验证了高维空间下逻辑形式量子关联的存在。

研究人员指出，这项研究成果将为探索更强的其他形式量子关联提供重要方向，同时观测到的量子关联将在量子计算和量子通信领域发挥关键作用。

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 2025-02-09