Tính ngẫu nhiên lượng tử: Những hiểu biết mới từ các nhà khoa học Trung Quốc

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) đã có một khám phá quan trọng liên quan đến tính ngẫu nhiên lượng tử. Được công bố trên *Physical Review Letters*, nghiên cứu của họ tiết lộ rằng không phải tất cả các dạng phi cục bộ lượng tử đều đảm bảo tính ngẫu nhiên nội tại, đặc biệt là trong các hệ thống phức tạp. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng mặc dù vi phạm các bất đẳng thức Bell hai đầu vào đảm bảo chứng nhận tính ngẫu nhiên, nhưng nguyên tắc này không thành công trong các hệ thống đa đầu vào, đa đầu ra (MIMO). Họ phát hiện ra rằng một số bất đẳng thức Bell nhất định, chẳng hạn như bất đẳng thức facet, có thể hiển thị tính phi cục bộ mà không đảm bảo tính ngẫu nhiên. Tuy nhiên, các bất đẳng thức Salavrakos-Augusiak-Tura-Wittek-Acín-Pironio (SATWAP) liên tục liên kết tính phi cục bộ và tính ngẫu nhiên, ngay cả trong các thiết lập MIMO. Các thí nghiệm sử dụng hệ thống photon chiều cao đã xác nhận những phát hiện này. Bất đẳng thức SATWAP đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc chứng nhận tính ngẫu nhiên, đạt tốc độ 1,867 bit trên mỗi cặp photon trong hệ thống bốn chiều. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn các bất đẳng thức Bell phù hợp để chứng nhận tính ngẫu nhiên trong các hệ thống chiều cao. Độ nhạy của các bất đẳng thức SATWAP khiến chúng trở thành một công cụ mạnh mẽ, ngay cả với hiệu quả phát hiện không hoàn hảo, mở rộng phạm vi ứng dụng thực tế như tạo số ngẫu nhiên an toàn.