近日，物理工程学院夏云杰教授和满忠晓教授与罗马大学等单位合作，在多光子波粒二象性的纠缠这一量子力学基本问题研究上取得重要进展，相关成果发表在《自然》子刊《自然-通讯》(Nature Communications，DOI：10.1038/s41467-017-01058-6)上，我校为通信作者单位。

波粒二象性是微观粒子本性的最基本描述，根据测量装置的不同微观粒子可以展示出粒子性或波动性。另一方面，量子纠缠是多粒子间的一种非定域关联，处于纠缠态的多个粒子无论在空间上相距多么遥远，对其中一个粒子的测量必将影响其他粒子的状态，被爱因斯坦称为“鬼魅似的远距作用”。量子纠缠不仅是量子力学的基本概念，也是实现量子信息的关键资源。波粒二象性和量子纠缠这两个量子力学的基本特性能否同时出现，即两个纠缠粒子间的波粒二象性是否存在纠缠是一个尚未明确的问题。夏云杰教授和满忠晓教授首先意识到这一科学问题，从理论上证明这一现象的存在并设计了实验方案，通过与意大利罗马大学Fabio Sciarrino教授课题组合作，利用线性光学系统成功实现了双光子波粒纠缠态的制备，验证了双光子间存在波动性和粒子性纠缠的现象。该工作加深了人们对微观粒子本性的认识，开启了多粒子系统波粒二象性纠缠的研究方向，有望在量子通信和量子计算中得到广泛应用。

                      (a) 单光子波-粒叠加态制备示意图

                     (b) 双光子波-粒纠缠态制备示意图

论文链接：http://www.nature.com/articles/s41467-017-01058-6