中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時研究組與數(shù)學科學學院教授馬杰等，發(fā)展了適于研究單體高維量子系統(tǒng)的可擴展光學體系，觀測到最強的邏輯形式量子關聯(lián)。1月29日，相關研究成果發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）上�！缎驴茖W家》（New Scientist）報道了這一成果。

量子力學允許出現(xiàn)超越經(jīng)典物理學的關聯(lián)。其中，邏輯形式的量子關聯(lián)無需違背不等式，能夠更明確地展示與經(jīng)典關聯(lián)的不同。1989年，Greenberger、Horne和Zeilinger（GHZ）首次預言了態(tài)依賴的邏輯形式量子關聯(lián)，揭示了量子力學和經(jīng)典物理學在實驗中四個條件概率組合的預言上出現(xiàn)確定性的矛盾，即GHZ悖論。邏輯形式量子關聯(lián)的強度與所使用的條件概率組合的數(shù)量有關，條件概率組合數(shù)越少，量子關聯(lián)就越強。自GHZ結果發(fā)表以來，更強的邏輯形式量子關聯(lián)未取得進展。

為解決這一開放性問題，該團隊發(fā)展了適用于邏輯形式關聯(lián)的圖論方法，通過搜索圖論常數(shù)，在37維空間中發(fā)現(xiàn)了僅使用三個條件概率組合的量子關聯(lián)。同時，研究顯示，條件概率組合的數(shù)量已無法進一步減少，證明這一結果是邏輯形式量子關聯(lián)的極限。

為觀察高維空間中的量子關聯(lián)，該研究設計了基于直和空間編碼與時間維度復用的可擴展光學體系，可以將高維空間中的制備-測量實驗分解為多個低維空間中的實驗。研究在這一體系中以超過8個標準差的置信度，觀測到高維空間下邏輯形式量子關聯(lián)。

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（A）包含三個條件概率組合的GHZ型悖論中互斥事件的圖表示；（B）實驗結果及相應的非互文隱變量模型理論預言結果

上述研究將為尋找更強的其他形式量子關聯(lián)提供重要線索。同時，實驗觀測到的量子關聯(lián)有望在量子計算和量子通信領域發(fā)揮重要作用。

研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院及安徽省的支持。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd8080