中国科大团队突破！成功观测到极限逻辑形式量子关联

近日，中国科学技术大学传来一项令人瞩目的科研进展。郭光灿院士团队中的李传锋教授与许金时教授，携手多位合作者，共同在量子研究领域取得了重大突破。他们成功构建了一个可扩展的光学体系，专门用于探索单体高维量子系统，并观测到了迄今为止最强的逻辑形式量子关联。

这项研究汇聚了来自不同领域的顶尖学者，包括数学科学学院的马杰教授、安徽大学的许振朋教授、北京玻色量子科技有限公司的文凯博士以及南开大学的陈景灵教授等。他们的合作成果已于今年春节前夕，即1月29日，在国际顶级期刊《科学・进展》上发表。

量子力学中的逻辑形式量子关联，是一种超越经典物理学的全新关联形式。与经典关联不同，逻辑形式的量子关联无需通过违背不等式来展现其独特性，而是能够更直观地揭示出与经典物理学的根本差异。这一特性吸引了全球科学界的广泛关注。

早在1989年，Greenberger、Horne和Zeilinger（GHZ）三位科学家就首次预言了态依赖的逻辑形式量子关联，并提出了著名的GHZ悖论。这一悖论揭示了量子力学和经典物理学在实验中四个条件概率组合的预言上存在的确定性矛盾。自此以后，逻辑形式量子关联的强度便与所使用的条件概率组合数量紧密相关，组合数越少，量子关联便越强。

然而，自GHZ悖论提出以来的36年里，科学家们一直在努力寻找更强的逻辑形式量子关联，却始终未能取得实质性进展。为了攻克这一难题，中国科学技术大学的研究团队创新性地发展了图论方法，专门用于研究逻辑形式关联。通过深入搜索图论常数，他们终于在37维空间中发现了仅使用三个条件概率组合的量子关联，这一发现标志着逻辑形式量子关联研究取得了重大突破。

研究团队进一步证实，这三个条件概率组合已经是最小的组合数量，无法再减少，从而证明了他们所观测到的量子关联是逻辑形式量子关联的极限强度。为了验证这一发现，研究团队设计了一个独特的可扩展光学体系，该体系基于直和空间编码和时间维度复用技术，能够将高维空间中的制备-测量实验分解为多个低维空间中的实验。在这一体系中，他们以超过8个标准差的置信度成功观测到了高维空间下的逻辑形式量子关联。

这项研究成果不仅为寻找其他形式的更强量子关联提供了重要线索，而且所观测到的量子关联在量子计算和量子通信领域也具有广泛的应用前景。随着量子技术的不断发展，这一发现有望为未来的量子信息技术带来革命性的变革。