本报讯  我校郭光灿院士领导的中国科学院量子信息重点实验室在毫米量级宏观系统中探索量子力学的边界问题，并在实验研究上取得重要进展。该实验室李传锋研究组采用固态量子存储器首次实现在毫米尺度下量子相干性的实验验证，证实可用来判断量子与经典界限的Leggett-Garg(LG)不等式被违背，为最终解决薛定谔猫佯谬并确定量子与经典的界限迈出坚实一步。研究成果发表在9月9日的《物理评论快报》上。

李传锋研究组建立了我国首个固态量子存储研究平台，并在国际上率先实现了光子偏振态的固态量子存储、高维纠缠态的固态量子存储，存储器多项技术指标达世界最高水平。近来他们基于量子存储平台在国际上首次发展出一种全新的偏振依赖的原子频率梳技术，可以实现存储器集体激发模式精确可控的动力学演化。研究组基于窄带参量光技术制备了预报单光子，该单光子被送入两块空间分离2mm、厚度各为3mm的稀土掺杂晶体中，并激发出存储器集体激发模式的量子叠加态，其演化结果证实了对新型LG不等式的违背。LG不等式的违背直接证明了对宏观晶体内集体激发模式的宏观实在性描述不能成立，而量子力学的叠加态描述符合实验结果。

该工作首次在宏观系统中检验LG不等式，为宏观实在论的严格检验提供了切实可行的办法。在此工作的基础上如果能增多系统的粒子数（如本系统中集体激发的光子数），则预期LG不等式的违背会越来越小，当到达一定数目的时候将不再违背LG不等式，这一粒子数目就可以看成是量子与经典的界限（并且这一粒子数目很可能在不同大小的引力场中是不同的），由此我们就可以划定量子力学的适用范围，从而最终解决薛定谔猫佯谬问题。

该论文完成过程中得到诺贝尔奖得主Leggett、量子物理理论专家Brukner、Paternostro、Durr等人的交流指导。该工作自2012年取得初步实验结果，审稿过程历时三年半，期间两次重做实验，一次修正理论框架，前后送交9位审稿人，最终得到同行专家的认可发表。审稿人高度评价该成果：“该工作发展了全新的手段检验LG不等式。”“这一工作超越了前面的工作，它既严格检验了静态假设，又观察了宏观空间尺度下的量子态演化。”“作者们报道了在两个宏观分离的晶体中存储的单个激发的演化违背了LG不等式，这个工作显然会引起广泛兴趣，因为它为探索量子与经典界限的广泛的努力做出了贡献。”

论文第一作者为周宗权博士。

（中科院量子信息重点实验室 量子信息与量子科技前沿创新中心 科研部）