量子非定域性與量子互文性的研究

《量子非定域性與量子互文性的研究》是依託南開大學，由陳景靈擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：量子非定域性與量子互文性的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳景靈
• 依託單位：南開大學

中文摘要

量子信息學開拓了量子力學套用的新天地，並且激發了人們重新審視和認識量子力學的根本問題，諸如量子非定域性、量子互文性和量子測量等。本項目以量子非定域性和量子互文性的研究為核心，構造和發展N-Qudit 系統的貝爾不等式，逐步完善貝爾不等式領域的理論框架，並用它們來揭示貝爾非定域性；研究基於MABK 不等式和Svetlichny 不等式的博弈理論；研究多體多維量子系統的Hardy 佯謬；研究Steering 非定域性、量子互文性、量子失協以及Leggett 模型中的Hardy-type 佯謬；研究EPR Steering 判據以及三種量子非定域性之間的關係；研究量子互文性和貝爾非定域性之間的關係；研究相對論效應對於量子互文性、量子非定域性和量子糾纏的影響等諸多有意義的課題。對量子非定域性和量子互文性的進一步深入研究將加深我們對量子力學基本問題的理解，並有助於人們更好地套用量子力學。

結題摘要

量子非定域性和量子互文性是量子力學根本問題以及量子信息的核心。本項目主要從事量子糾纏、EPR操控、貝爾非定域性、GHZ定理、Hardy佯謬、量子互文性等物理課題的研究。主要成果有：我們建立任意N 粒子的“混合態Gisin 定理”，其可以套用於量子身份驗證方案，並有望通過量子光學等系統來實現；在前期實驗基礎上，我們在Two-Qubit系統中首次實驗展示EPR 操控的非對稱特性；我們提出一個通過EPR操控來間接探測貝爾非定域性的新途徑，其有助於克服實驗上的定域性漏洞；我們提出更尖銳的EPR 操控佯謬，其十分類似於GHZ佯謬；我們研究子信道鑑別的EPR 操控並進行實驗展示；基於鏈不等式與AS不等式我們推導出新的更強的EPR操控不等式；我們研究一個三能級量子系統的量子互文性，並提出一組與量子態無關的互文基；我們提出一個系統的方法揭示費米子等全同粒子的量子互文性；我們建立量子互文性、真實多體貝爾非定域性以及量子性判據之間的聯繫；對於具有13個頂點的互斥圖，我們提出最優的態無關量子互文性，並且在無信號條件下進行了實驗檢驗；我們提出對於態無關量子互文的最優經典模擬；我們研究正多面體互斥圖的量子互文性並進行了實驗檢驗；我們研究CHSH 不等式以及Svetlichny 不等式對應的量子博弈，解析地求出完成最優量子博弈所需要的量子態；我們研究了兩體多維量子系統的非定域性提純和通訊複雜度問題；我們研究了基於CHSH 不等式的貝爾非定域性的單配性關係，並討論其與不確定度關係之間的聯繫；我們研究了在環路QED 系統中多體糾纏Dick 態的生成；我們研究了JC 模型中的算符求解方法，並討論了該哈密頓量本徵態的量子非定域性；我們研究高維量子體系多次測量情形下的Hardy 佯謬，發現能獲得更強的量子佯謬；我們研究量子糾纏、EPR 操控以及貝爾非定域性之間的深刻關係，發現它們之間存在一個互為映射的有趣關係；我們建立任意N粒子廣義Hardy 佯謬最一般的理論框架，其中三粒子及四粒子的廣義Hardy 佯謬的理論預言成功地獲得實驗驗證。項目在研期間共有34 篇論文發表，均被SCI 收錄。