研究成果以“Synchronous Observation of Bell Nonlocality and State-Dependent Contextuality”为题，于2023年1月23日发表于Physical Review Letters，并被遴选为“Editors’ Suggestion”。
2023 | 前沿进展
02 研究背景
1964年物理学家J. Bell基于定域实在性提出了著名的Bell不等式，为了使实验更加容易现实，J. F. Clauser，M. A. Horne，A. Shimony和R. A. Holt改进并推广了Bell不等式，即CHSH不等式，而后在量子纠缠体系中大量实验验证了CHSH不等式的违背现象，这说明了量子体系是非定域的，其中A. Aspect、J. F. Clauser和A. Zeilinger正是因为在这方面的实验研究成果获得了2022年诺贝尔物理学奖。除了定域实在性，量子体系也不存在经典体系的语境实在，也就是量子体系具有互文性(Contextuality)，也被称为上下文关系。量子测量不同于经典测量，存在着不相容的测量方式 (Incompatible measurement) ，相互不对易的可观测量就是不相容的测量，构成不同的文本，不同文本之间就存在互文性。具体来说，互文性是指在单体量子体系中可观测量的测量结果会依赖于与之同时测量的相容的可观测量的测量，也就是属于同一文本的测量的结果会相互影响，它也被视为量子非定域性在单体体系的推广。类似地，互文性可以通过KS(Simon B. Kochen和Ernst Specker)定理或者KCBS (Klyachko—Can—Binicioğlu—Shumovsky) 不等式的违背现象来证明。 2014年，波兰物理学家P. Kurzyński等人在一个两体量子体系中同时考虑非定域性与互文性，基于无扰动原理(No-disturbance principle)，提出了关于非定域性与互文性之间存在此消彼长关系的新理论，也就是CHSH不等式和KCBS不等式不能同时违背的单婚性关系(Monogamy relation)。薛鹏教授课题组利用纠缠的光子对，首次在实验上验证了这种此消彼长的关系，论文于2016年发表于Phys. Rev. Lett. 116, 090401 (Editors’ Suggestion)。