量子非局域性是量子信息和量子物理的核心问题之一，是量子通信和量子计算的重要资源。两体的非局域性（Bell不等式）已经被深入地研究，然而在多体情况下量子非局域性还有很多问题亟待解决。为了验证多体非局域性，人们提出了多种方法，包括GHZ悖论和Mermin不等式等。其中GHZ悖论由于其“非此即彼”的非统计特性引起了人们极大的兴趣。GHZ悖论是构造一系列测量，量子力学和局域隐变量理论对测量结果会做出完全相反的预言，由此就可在实验上一次性判定量子力学和隐变量理论孰是孰非，而不需要像Bell不等式和Mermin不等式那样通过大量数据的统计计算进行判断。然而要进行“非此即彼”的非局域性验证对纠缠态的保真度要求很高。虽然近年来人们已经能够制备六光子甚至八光子纠缠态，但是其保真度有限，目前多光子GHZ悖论的实验检验还停留在四光子阶段。

　　
李传锋、黄运锋等人一方面提出了多体GHZ悖论的普适构造方法；另一方面在自主研发的“beamlike”型纠缠源基础上，巧妙设计出“三明治”型纠缠源。这种新型的纠缠源具有更好的对称性，从而使纠缠光子对的符合效率达到0.29，纠缠度达99%，同时亮度达到每毫瓦泵浦每秒可发射2000对的水平，这些指标超越了此前所有多光子实验中的报道。由此研究组制备出的六光子GHZ态保真度高达88.4%，创造了世界最高水平。研究组在以上基础上最终实验验证了六光子GHZ型非局域性。
 

　　

　　三明治型纠缠源示意图

　　
审稿人评价本项工作为多光子实验的保真度和亮度设立了新标准（“The experiments sets a new standard in terms of fidelity and brightness in multiphoton experiments”）。本成果对量子通讯网络、量子计算和量子物理基本问题的研究都将带来极大的促进作用。

　　
论文的第一作者为中科院量子信息重点实验室博士研究生张超。该工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院和教育部的资助。