东南大学物理学院全光量子信息团队在量子力学基本特性方面取得新进展

（通讯员 詹翔）近日，东南大学物理学院全光量子信息团队在量子物理基本特性与量子信息关键资源研究中取得重要进展，提出并实验证实了互文性的“真”三重单配性。相关成果以 Experimental Observation of Genuine Triple-wise Monogamy of Contextuality Correlations (《互文性关联的真三重单配性关系的实验观测》)为题，发表于国际物理学权威期刊 Physical Review Letters（物理评论快报）。

互文性(Contextuality)指的是一个物理系统的测量结果不仅依赖于所测量的物理量本身，还会受到与其一同被测量的其他物理量的影响。这种现象在经典物理中不存在，因此被认为是量子区别于经典的核心特征之一。互文性的概念最早由Kochen与Specker于20世纪60年代提出，与非局域性一起对量子理论的完备性发起挑战。经过数十年的发展，互文性已被视为量子物理最普适的非经典特征之一，并被证明是支撑量子计算、量子通信等量子信息优越性的关键物理资源。作为一种量子资源，不同互文性关联之间的关系成为研究热点，其中最具代表性的是单配性关系（Monogamy）。此前，单配性主要集中在两个量子关联之间的研究，表现为具有单配性的两个关联不能同时具备互文性。

在本研究中，东南大学全光量子信息团队首先在理论上提出了多互文性关联之间的真多重单配性关系。这种关系表现为：多个关联不能同时具备互文性，但其任意子集却可以同时具备互文性——这是对传统二重单配性的非平庸拓展。进一步地，该团队设计了一个具体可检验的“真三重单配性”情景，并在单光子干涉实验平台上完成了验证。在实验过程中，研究团队创新性地改进了互文性的检验方法，将“无扰动（no-disturbance）”这一理论假设直接体现到实验设计中，从根本上严格保证了三重单配性。最终，实验清晰地展示了任意两个关联可以同时表现出互文性，从而严格证明了该三重单配性为真三重单配性。

这一成果不仅加深了人们对互文性关联复杂关系的理解，拓展了互文性研究的方向，也为量子信息科学中资源约束与分配提供了新的物理启示。同时，本研究提出的实验方法也为后续多重量子关联的探索提供了全新的实验基准。

东南大学物理学院为该工作第一完成单位，全光量子信息团队的詹翔教授为该论文第一作者。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国博士后科学基金的支持。

论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/b3xm-hcsl

供稿：物理学院

（责任编辑：嵇宏 审核：宋业春）