最近，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陳宇翱等與清華大學(xué)馬雄峰小組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了測(cè)量器件無(wú)關(guān)的量子糾纏驗(yàn)證，這是量子密碼學(xué)技術(shù)在量子物理中的一個(gè)重要應(yīng)用，大大提高了實(shí)際系統(tǒng)中糾纏檢驗(yàn)的正確性。該研究成果發(fā)表在近日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上，并被選為“編輯推薦”論文。
量子糾纏是量子力學(xué)不同于經(jīng)典力學(xué)的一個(gè)重要概念。在經(jīng)典物理中，兩個(gè)遠(yuǎn)離的物體只能通過(guò)經(jīng)典的預(yù)先設(shè)定的方式發(fā)生關(guān)聯(lián)；而在量子物理中，物體之間還可以存在由量子糾纏刻畫(huà)的量子關(guān)聯(lián)。另一方面，量子糾纏在很大程度上被認(rèn)為是量子計(jì)算、量子通信等量子過(guò)程優(yōu)越于經(jīng)典過(guò)程的一個(gè)重要因素，因此在量子過(guò)程中驗(yàn)證糾纏的存在就顯得尤為重要。對(duì)于一般的量子態(tài)，可以在局部分別作相應(yīng)的測(cè)量，然后將測(cè)量結(jié)果整合即可以分析量子態(tài)是否糾纏。但是這樣的糾纏驗(yàn)證方法對(duì)測(cè)量設(shè)備的精準(zhǔn)性提出了很高的要求，如果測(cè)量設(shè)備不可信，糾纏驗(yàn)證的結(jié)果也將變得不可信，糾纏的進(jìn)一步應(yīng)用將受到限制。
基于相應(yīng)的理論工作，潘建偉小組首次設(shè)計(jì)并完成了測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)的量子糾纏驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)在不基于測(cè)量設(shè)備完美的前提下，給出了驗(yàn)證糾纏的方法，成功解決了量子糾纏驗(yàn)證中的探測(cè)隱患，從而極大地提高了量子糾纏驗(yàn)證的正確性。本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的是兩體量子態(tài)的糾纏，由于需要準(zhǔn)備兩個(gè)額外的輔助量子態(tài)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)在六光子關(guān)聯(lián)下完成，因此本實(shí)驗(yàn)也是多光子糾纏技術(shù)的應(yīng)用展示。
去年，潘建偉小組利用同樣的技術(shù)手段完成了測(cè)量裝置無(wú)關(guān)的量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》，入選美國(guó)物理學(xué)會(huì)2013年度國(guó)際物理學(xué)重大進(jìn)展。
上述研究得到了中國(guó)科學(xué)院、教育部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中組部“青年千人計(jì)劃”的支持。
即使把測(cè)量裝置交給第三方Eve，Alice和Bob仍舊可以驗(yàn)證手上的粒子的糾纏特性
