中国科学家首次验证星型网络的量子非局域性

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4月23日消息，记者从中科院官网了解到，中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在量子网络非局域性研究方面取得新进展。该团队李传锋、黄运锋、张超等人与西班牙、瑞士等国的理论物理学家合作，首次实验验证了星形量子网络中的全网络非局域性。

据悉，该成果于近日发表在国际期刊《自然-通讯》上。

贝尔非局域性一直是量子信息领域的研究热点。近年来，人们开始探索更复杂的包含多个独立源的量子网络中的非局域性。由于包含多个独立隐变量，量子网络中可以产生区别于传统贝尔非局域性的全新量子关联。其中Bilocal模型是最简单也是目前研究最多的量子网络，即两个独立纠缠源分配纠缠对到三个观测者，与纠缠交换的场景类似，中间节点接收到两个粒子并做贝尔基测量从而使整个网络产生非局域关联。

然而，此前定义的网络非局域性无法刻画整个网络中所有源的非经典性，多数情况下可以退化为标准贝尔不等式的违背，且中间节点不需要采用纠缠测量。因此，物理学家们提出全网络非局域性的概念，它要求网络中所有源都分发非经典资源，能够用来认证网络中全连接的非经典性质。目前，全网络非局域性只在最简单的bilocal模型中进行了检验。

据介绍，在本工作中，研究组分别在理论与实验上实现突破，成功验证了更复杂的星形网络中的全网络非局域性。据了解，这是全网络非局域性在复杂网络中的首次验证，对大规模量子网络的应用，尤其在量子通信协议安全性保证方面具有重要意义。