他们为第二次量子革命打下基础
深度解读2022年物理学诺奖施郁知识分⼦，转⾃公众号：物理文化与施郁世界线。编者按量⼦纠缠是量⼦技术新纪元的基石。这次诺贝尔物理学奖三位获奖者开创性的实验，验证了贝尔不等式的违反，为第二次量子革命打下了基础。撰文|施郁（复旦大学教授）●●●本次诺贝尔物理学奖授予阿斯贝克特、克劳瑟和塞林格奖励他们关于纠缠光子的实验,验证了贝尔不等式的违反,也开创了量子信息科学[1]。
自上世纪二十年代以来,量子力学的数学工具并不比经典更复杂但是概念框架却与之截然不同以致于玻尔说:“没被震撼就没懂”在人类思想史上即使不是最重大的也是之一[3]中心概念是描述一种概率分布当测量某个属性时以一定概率随机变为明确具有这个属性的态之一比如位置由一个位置态描述它可以确定处于一个位置也就是处于某个确定的位置的态但是一般来说位子是对具有不同的确切位的叠加测量时有得到各种从从而塌缩相应确定的位这个等于波函数的平方再如有个内部性质叫偏振代表了电场振动方向它总是位于与光的传播方向垂直的平面上作为种粒每个有对两个互相垂直的方向叠测时原来以一定的变这两个之其中个例中考虑两个相距很远偏振内性与空间无关假设它们整体的偏振是对某量的超它是两状态其中个中水平另竖直但是在二者每都没有独立的如果测到结果当然是二者之如果知道这两个原来所处的当被预言也塌缩；定域实在论与贝尔不等式1935爱因斯坦等人讨论相距很远的处于是指在某不会影响遥远地这里实是指观在被观测之前就已经确定了认为除了之外还存在额外的变可以刻画系统的准确后来人们将这些称作隐代表所谓的实在性如果代替理论包含就叫作隐理；Bell-CHSH不式但最初的具体形式所依赖过于理想化不适合真实所以Clauser等推广通常称为或者可以在上检验当然也是它的所以就看哪个符合7做了初步尝试得到了结果但有很多漏洞和局限效率低设置好因此逻辑上有可能使得对探测有选择性从而导致8局域相互分离的两个必须包括做哪种例如还是纵向磁矩显然是不满足要求Aspect合作者在相当的程度上实现观察到了而且置信度是个标准差相比之下只有6标准差些以及后来的很多都判定胜利失败这些工作中仍然存在技术性漏洞如在探测器效率或定域上直到Zeilinger研究组才补上了局域下介绍并未提及的自自由选择漏需要自由随机这并不理想因为万一所作的选择本身就是由决定的呢？
这叫做长期以来都是仪器来并不可预测曾提出可以用人的保证装置安排做不到后来TheBigBellTest项目就是这样的补上了全球五个洲实验室小时内做了个用万名志愿者无规提供的这些数据来安排测量装置不同的采系统表明定了区域实在论在这些系统中被违反其中一个是中国科学技术大学潘建伟教授领导的光子偏振实验Nature杂志发表了个显示定区域实论在有光单原系综器件中等工作代表了对基本理论又前进了步Greenberg发现种三粒特别性质不需要统计平均就冲突成为资源已经处理例如利用可以实现隐形传送信息科基本不可能存基于演化的机器能够复制任意的未知的因此果从经过过程转移到另载体那么原来的肯定改变了体现于所谓隐形传送借助经典通讯将第一个粒子上第二个进第三个进入同一个做贝尔结A就会虽然们没有相遇后参与的一个工作称之为交换指出检测产生重要目标是长距离的技术途径是用纤衰减需继不同方法卫星大气以上的自由空间小中国的团队实现了公距离而且观察到了后来又合作分配到中国奥地利两地另一个途径是所谓的中继器基于通过多个节点程除了有效的还需要好的存储因为在方的许多次过程中另一方必须保持不变结合起来可导致全球网络建立Ekert提出一种方案通过检验是否发现通道安全可靠塞林格组公实现了三个组用了没有漏洞测试了这个多个则是的基础并且理解多体的重要概成为有力工具新纪元打下础此三位主开验第次革基石参考文献:[1]诺贝尔官方资料;[4][5][6];YuShiC.S.Wuantumentanglementtobepublished;[7]-[9]