中科大首次研制出非局域量子模拟器

据我们的记者报道，中国科技大学李传锋教授的研究团队首次研制出一种非局域量子模拟器，模拟了宇称时间世界中的超光速现象。这一成果首次显示了非局域性在量子模拟中的重要作用，完成了经典计算机无法模拟的任务，为量子模拟器的发展开辟了一个新的研究方向。研究结果于8月8日发表在《自然光子学》在线版上。

量子模拟器是一种解决特定问题的特殊量子计算机。这一研究结果首次揭示了量子模拟器的另一个重要优势，即量子非局域性。该研究团队构建的非局域量子模拟器可以用来研究一些经典计算机在原理上无法解决的基本量子物理问题。

宇称时间对称理论认为，人们现在知道的量子世界只是宇称时间世界的一个特例。李传锋的研究小组通过实验模拟了这样一个世界。他们将纠缠光子对分配给相距25米的两个实验室，建立一个非本地量子模拟器。

量子纠缠有一种奇特的特性，叫做非局域性，也就是爱因斯坦所说的“幽灵般的远摄效应”:一对相距甚远的纠缠粒子。当我们测量一个粒子时，另一个粒子的状态会瞬间崩溃。因为这种崩溃是随机的，“幽灵般的超距离效应”一般不能比光速更快地传输信息。在研究小组通过后选择(50%的成功概率)后，当纠缠光子对中的一个光子经历奇偶时间对称演化时，信息可以以超过1.9倍的光速从一个实验室传输到另一个实验室。当然，进一步的结果证实，如果考虑整个系统，信息的整体传输速度仍不会超过光速。

结果揭示了两个问题:第一，在现实世界中是否能发现具有宇称时间对称演化的量子系统，如果能，超光速通信是可能的；第二个问题是，在“幽灵般的远摄效应”和超光速通信之间，是否能容纳比量子力学更基本的理论。(范琼)

《中国科学新闻》(第一版集锦，2016年8月18日)