中国科学技术大学郭光灿院士团队柳必恒研究组与合作伙伴在高维量子纠缠态研究方面取得重要突破。他们成功实现了高保真度高维多光子纠缠态的制备，并首次在实验中观测到真高维多体非局域性。这项研究成果已发表在《自然·通讯》期刊上。

　　

　　量子非局域性是量子力学区别于经典物理的核心特征之一。过去的研究主要集中在两粒子和二维量子比特系统，而现实中的量子过程往往涉及多个粒子和更高维度。高维多体系统的研究不仅能深化基础科学认知，还能提升量子信息处理能力、抗干扰性和通信容量。但由于系统复杂度大幅增加，相关实验一直面临巨大挑战。

　　研究团队创新性地提出了基于"路径不可区分性"原理的制备方法。他们利用光子路径自由度编码三维量子态，通过偏振控制实现路径间高效交换操作。该方法在保持高度相干性的同时，显著提升了系统稳定性和操控精度。实验成功制备出三光子三维GHZ态，保真度高达91%，创造了该领域的最高纪录。

　　团队进一步构建新型贝尔不等式检验范式，首次在实验上观测到超越量子比特系统理论极限的量子关联。这项成果不仅填补了国际研究空白，深化了对量子纠缠本质的理解，还为未来设备无关型量子信息应用发展奠定了基础。高维多体纠缠态将在量子通信、计算和精密测量等领域展现出重要应用价值。

　　（中国科学技术大学供图）

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