揭示量子非定域性的多配偶本质

量子力学对某些可观测量的统计施加了限制。最著名的例子或许是不确定性原理。对于同时违反多个贝尔不等式，也存在类似的权衡。在最简单的三个观察者情形中，已证明如果两个观察者违反了一个贝尔不等式，那么他们中无人能与第三个观察者违反任何贝尔不等式，这一性质被称为贝尔违反的一夫一妻制。贝尔一夫一妻制的形式已被与无信号原理联系起来，且无法同时违反所有不等式被视为其基本属性。在此，我们证明贝尔一夫一妻制并非普遍成立，并且事实上唯一的一夫一妻制情形仅存在于三个观察者。因此，量子非定域性的本质实为多配偶制。我们提出了一种系统方法，用于识别对于任意多于三个观察者的数量均不遵守一夫一妻制原理的量子态、测量和紧贝尔不等式。所识别的多配偶不等式使得任意(N-1)个观察者的子集都能揭示非定域性，这一点也通过测量六光子Dicke态的贝尔型关联实验得到证实。我们的发现可用于多方量子密钥分发以及量子网络中多个节点的同时自测试。