中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時研究組與數學科學學院教授馬杰等，發展了適于研究單體高維量子系統的可擴展光學體系，觀測到最強的邏輯形式量子關聯。1月29日，相關研究成果發表在《科學進展》（Science Advances）上。《新科學家》（New Scientist）報道了這一成果。
量子力學允許出現超越經典物理學的關聯。其中，邏輯形式的量子關聯無需違背不等式，能夠更明確地展示與經典關聯的不同。1989年，Greenberger、Horne和Zeilinger（GHZ）首次預言了態依賴的邏輯形式量子關聯，揭示了量子力學和經典物理學在實驗中四個條件概率組合的預言上出現確定性的矛盾，即GHZ悖論。邏輯形式量子關聯的強度與所使用的條件概率組合的數量有關，條件概率組合數越少，量子關聯就越強。自GHZ結果發表以來，更強的邏輯形式量子關聯未取得進展。
為解決這一開放性問題，該團隊發展了適用于邏輯形式關聯的圖論方法，通過搜索圖論常數，在37維空間中發現了僅使用三個條件概率組合的量子關聯。同時，研究顯示，條件概率組合的數量已無法進一步減少，證明這一結果是邏輯形式量子關聯的極限。
為觀察高維空間中的量子關聯，該研究設計了基于直和空間編碼與時間維度復用的可擴展光學體系，可以將高維空間中的制備-測量實驗分解為多個低維空間中的實驗。研究在這一體系中以超過8個標準差的置信度，觀測到高維空間下邏輯形式量子關聯。
上述研究將為尋找更強的其他形式量子關聯提供重要線索。同時，實驗觀測到的量子關聯有望在量子計算和量子通信領域發揮重要作用。
研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院及安徽省的支持。