《基於混合態糾纏光子對的量子非局域關聯檢驗》是依託西南交通大學，由樊代和擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於混合態糾纏光子對的量子非局域關聯檢驗
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：樊代和
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子非局域關聯是量子世界所特有的物理屬性，也是實現量子信息處理的基礎，因此對其進行實驗檢驗一直都是量子物理研究的熱點。利用非線性光學過程製備的糾纏光子對是目前最普遍的一種驗證量子非局域關聯的資源。與此前大多數基於純態糾纏光子對檢驗方案不同的是，本項目擬從更符合實驗實際的混合態糾纏光子對出發，通過CHSH-Bell不等式和非不等式形式的Hardy定理兩種途徑來進行量子非局域關聯的實驗檢驗。我們將探索利用光子軌道角動量操縱實現光子偏振糾纏蒸餾等有效途徑來提高光子對的糾纏度從而增強CHSH-Bell不等式的違背程度；針對實驗中所得到的非最大糾纏混合態，我們將研究如何在實驗上用混合態來實現Hardy定理的驗證，從而實現非不等式形式的量子非局域關聯的實驗檢驗。本項目的研究將為探索基於混合糾纏態的量子力學基本原理驗證和量子信息處理提供實驗支持。
結題摘要
本項目主要進行了相關量子非局域關聯的檢驗研究，取得的主要研究進展合重要結果為，一，本項目首次提出一種利用混合糾纏態，基於Hardy定理檢驗量子非局域關聯的理論方法，並進行了實際的實驗驗證。由於實驗製備的量子態通常情況下為一混合態，因此本項目的研究方法和結果具有一定的普適性。實驗結果證明了量子非局域關聯的存在，一方面證明了量子力學基本原理的正確性，另一方面也為基於量子非局域關聯進行的量子信息處理等研究奠定了理論和實驗基礎。二，本項目詳細地研究了利用多階梯形式的Hardy定理檢驗量子非局域關聯的方法，並在實驗上進行了驗證，實驗結果表明了利用多階梯形式的Hardy定理，可以將成功檢驗量子非局域關聯的機率提高到41.9%，這一結果可使人們更加方便進行量子力學基本原理的檢驗。三，通過純化實驗獲得的糾纏態以及研究使用最最佳化的測量基，本項目還在實驗上獲得了最大CHSH-Bell不等式違背度的量子非局域關聯檢驗。實驗得到的CHSH-Bell不等式值為 ，基本接近理論預言的最大值 ，進一步驗證了量子非局域關聯的存在。四，本項目利用空間光調製器製備出了具有不同軌道角動量值的高質量螺旋光束，可作為後續糾纏蒸餾的研究基礎之一。通過本項目的研究，在實驗上通過不同的檢驗方法證明了量子非局域關聯的存在，可為人們後續進行的基於量子非局域關聯的套用研究，如量子保密通訊等提供理論依據。
