在 NMR 量子处理器上利用基于局域测量的层级实验探测非局域关联

量子系统所拥有的非局域关联的本质可通过贝尔型不等式违背的实验演示来揭示。近期工作对实际实验中量子系统所能拥有的关联给出了界限，这些界限限于由若干低维子系统构成的复合量子系统。在更一般的方案中，已证明少体关联即可揭示源自自然量子力学描述的非局域关联本质。此类关联检验可转化为半定规划（SDP）。本研究报道了在核磁共振（NMR）硬件上利用三个核自旋作为量子比特对基于局域测量的层级进行的实验实现。该协议已在 W 态、GHZ 态及若干图态等真纠缠三方态上进行了实验测试。在所有情形中，实验测量的关联被用于利用矩矩阵元素的线性约束来构造 SDP。我们观察到，对每个真纠缠态，SDP 均未能找到与实验数据一致的半定正矩矩阵。这意味着所观测关联不能源于可分态上的局域测量，因此本质上是非局域的，同时也确认了被测态确为纠缠态。