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厉害了,我的中科大:又完成一项量子检验,全球超10万人参与

合肥在线  2018-05-14 18:19   稿源: 合肥在线

  合肥在线讯(记者 王旭)  5月14日,记者从中国科学技术大学获悉,日前该校潘建伟院士团队在国际上首次实验实现了基于人类自由意志和超高损耗下的贝尔不等式检验,并在此基础上开展全球合作,利用超过10万人的自由意志产生的随机数进行了量子非定域性检验,相关成果5月10日发表在国际顶级期刊《自然》上。目前研究已经得到了国家自然科学基金委、中国科学院、科技部和安徽省等的支持,在大贝尔实验志愿者召集方面得到了中国科学技术大学宣传部、墨子沙龙和腾讯视频的帮助。

  早在上世纪初量子力学刚刚建立不久,以爱因斯坦和玻尔为代表的两大阵营就开始了关于量子力学基础的争论。1964年,约翰•贝尔提出了一种可以区分量子力学与局域实在论孰对孰错的测试方法,即贝尔不等式。随后的几十年,大量的实验都证实了量子力学关于贝尔不等式的预言。但是这些实验并不能够完美满足贝尔不等式的假设条件,或多或少地存在一些漏洞,导致人们依然无法对这一争论进行最终判定。

  普遍来说,所有利用地球上的仪器设备直接产生的随机数都无法被严格用来关闭该漏洞。自由意志是哲学里的一个专业概念,使用人的自由意志来选择测量事件甚至用人来直接进行测量被认为是有希望彻底解决该问题的途径之一。

  潘建伟团队提出了一个基于人类自由意志,在地球——月球之间开展贝尔不等式检验的实验方案。2014年,在发展使用全新超高亮度纠缠源技术的基础上,配合自主研发的高分辨时间、数字转换系统,研究团队在实验室中成功实现了超高损耗下的贝尔不等式检验。实验中纠缠光子对被分发到两个测量端,并模拟了总共103dB的超高损耗,每个测量端由实验者独立、随机地选择测量基矢,最终在关闭自由选择漏洞下观察到了贝尔不等式的违背,为未来在地月系统中开展量子非定域性的终极检验迈出了坚实的一步。

  在此基础上,该团队随后与国际上10余个知名量子研究团队合作,开展“大贝尔实验”。该实验召集到了世界各地超过十万名志愿者,所有志愿者在2016年11月30日当天,通过互联网和手机无线网络参加项目开发的网络实验。在实验中,所有志愿者都需要基于个人的自由意志不断地进行选择形成二进制随机数,并记录在互联网云端。这些随机数被实时和随机地发放给分布在世界各地的相关研究团队,用以控制这些研究团队的贝尔不等式检验实验,通过更多参与者的自由意志,在更广泛的范围内关闭了自由选择漏洞。

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