8月8日，我校網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院青年教師趙帥以共同第一作者身份，在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上發(fā)表學(xué)術(shù)論文，并以“編輯推薦(editor’s suggestion)”的形式發(fā)表。《物理評(píng)論快報(bào)》是美國(guó)物理學(xué)會(huì)主辦的物理學(xué)領(lǐng)域公認(rèn)頂級(jí)期刊，是世界上獲得諾貝爾獎(jiǎng)的物理學(xué)論文發(fā)表最多的期刊。

趙帥與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、張強(qiáng)、陳凱等組成的研究團(tuán)隊(duì)及南開(kāi)大學(xué)陳景靈等合作，通過(guò)發(fā)展高效率和高保真度的光學(xué)量子糾纏態(tài)制備與測(cè)量系統(tǒng)，成功在關(guān)閉探測(cè)效率漏洞與局域性漏洞的條件下，實(shí)現(xiàn)了Hardy非定域性的演示。該研究為量子力學(xué)的非定域性提供了新的證據(jù)，并為相關(guān)的量子信息應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

量子非定域性展示了量子物理與經(jīng)典物理對(duì)物理實(shí)在截然不同的描述方式?；诖?，量子理論對(duì)物理事件的概率描述無(wú)法用經(jīng)典理論復(fù)現(xiàn)，揭示了量子系統(tǒng)中蘊(yùn)含真隨機(jī)性。因此，對(duì)量子力學(xué)非定域性的檢驗(yàn)一直是物理學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。2022年，Alain Aspect, John Clauser和Anton Zeilinger由于“用糾纏光子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、確立貝爾不等式的違背以及開(kāi)創(chuàng)量子信息科學(xué)”的成就獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)在理論上進(jìn)一步發(fā)展了Hardy約束的Eberhard不等式，該不等式允許在探測(cè)效率漏洞被關(guān)閉且存在噪聲的情況下進(jìn)行Hardy佯謬檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)上，團(tuán)隊(duì)利用PPKTP晶體中的自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換（SPDC）過(guò)程，通過(guò)優(yōu)化空間光路的參數(shù)，產(chǎn)生了可預(yù)報(bào)探測(cè)效率（heralding efficiency）為82%、保真度（fidelity）為99.1%的糾纏光子對(duì)，成功關(guān)閉了探測(cè)漏洞。此外，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)精心設(shè)計(jì)的時(shí)空配置，確保了糾纏光子對(duì)的產(chǎn)生和觀測(cè)者的測(cè)量選擇與測(cè)量事件在時(shí)空上彼此分離，從而關(guān)閉了局域性漏洞，實(shí)現(xiàn)了無(wú)漏洞的Hardy佯謬檢驗(yàn)。

該研究不僅對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究具有重要意義，而且對(duì)量子密鑰分發(fā)、量子隨機(jī)數(shù)認(rèn)證等量子信息技術(shù)的發(fā)展具有重要影響。審稿人高度評(píng)價(jià)了這項(xiàng)工作，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及檢驗(yàn)局域?qū)嵲谛缘牧炕C據(jù)令人印象深刻 (The experimental results, along with the quantified evidence against local realism, are impressive)”，并以編輯推薦方式發(fā)表。

該研究得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、安徽省、上海市和浙江省的支持。

論文鏈接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.060201