1、量子情境性的实验研究与应用探索

量子情境性的实验研究与应用探索

1. 量子情境性研究背景与意义

量子情境性是量子力学中极为奇特且引人入胜的预测之一。简单来说，在量子力学里，对一个物理量进行单次测量的结果，取决于测量的方式。更确切地讲，一个可观测物理量的测量结果，并非仅仅反映该物理量自身预先定义的值，而是需要了解测量时的情境，即实际测量的一组相容可观测物理量，才能确定测量结果。

量子情境性在现代量子信息科学中是基石般的存在。它是著名的量子非定域性以及各种非经典悖论的根源，也是众多量子信息处理任务乃至通用量子计算的重要资源。所以，对量子情境性的研究，不仅有助于深化对量子物理基础的理解，还能推动量子信息技术的实际应用。

在过去15年里，量子情境性的研究已从纯粹的理论层面发展到可以进行直接实验测试的阶段。不过，现阶段关于情境性的实验研究，大多集中在对一些最著名的情境性预测进行直接验证，而其他形式的情境性及其在量子信息科学中的实际应用却鲜有涉及。

2. 研究方向与目标

研究主要从两个方向来填补现有研究的空白：
- 构建并测试更强形式的情境性，降低情境性实验对实验平台的要求。
- 探索情境性与量子信息科学中其他概念的联系，并直接展示情境性在更广泛场景中的应用。

3. 具体研究内容

3.1 量子情境性与非定域性的关系

非定域性是量子情境性在类空间隔系统中的表现。通过去除测量算符中类空间隔的约束，有可能增强由非定域性引起的非局域量子关联。实验实现了超越非定域性的量子情境性的例子。同时，去除额外约束可以降低展示量子关联所需的状态空间维度，还进一步构建并实验实现了将已知最强的量子关联嵌入低维系统。 <