2017年5月9日国际权威学术期刊《美国科学院报》PNAS官网刊载了一篇《Direct counterfactual communication via quantum Zeno effect》文章。该工作是由中科大潘建伟院士,彭承志教授等人与清华大学马雄峰教授合作完成的。论文首次在国际上实现了“反事实直接量子通信”实验。该工作受到国家自然科学基金和中国科学院空间科学战略重点研究项目基金的支持。

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导读:最近的理论研究表明,即使没有物理粒子的实际传播,量子力学也允许反事实传播,这引发了对其解释的激烈争论。 虽然已经发表了几篇关于该学科理论方面的论文,但缺乏忠实的实验证明。 这里通过使用量子Z芝诺效应和单光子源,成功实现了无载波粒子传输的直接通信。 我们通过实验证明了与当前技术直接反事实通信的可行性。 我们的工作成果有助于加深对量子力学的理解。 此外,我们的实验方案适用于其他量子技术,如成像和状态准备。

我们日常生活中的直觉使人们相信远程各方之间交换的信息是由物理粒子携带的。 令人惊讶的是,在最近的理论研究[Salih H,Li ZH,Al-Amri M,Zubairy MS(2013)Phys Rev Lett 110:170502]中,发现量子力学允许通信,即使没有物理粒子的实际传输。 从交流的角度来看,这个谜团源于量子力学中的一个(非直观的)基本概念 - 波粒二象性。 所有粒子都可以通过波函数完全描述。 为了确定光是否出现在通道中,可以指出其波函数的幅度。 然而,在反事实通信中,信息由波函数的相位部分承载。 使用单光子源,我们通过实验证明了反事实通信,并通过使用嵌套版本的量子Zeno效果将单色位图从一个位置成功传输到另一个位置。

PNAS是《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 缩写。它是美国国家科学院的院刊,亦是公认的世界四大名刊(Cell,Nature,Science,PNAS)之一,百年经典期刊。自1914年创刊至今,PNAS提供具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。