贝尔不等式的量子违背及其实验检验

贝尔不等式的量子违背及其实验检验

2022年诺贝尔物理学奖授予法国、美国和奥地利的科学家阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽和安东·塞林格，以表彰他们利用纠缠光子实验检验贝尔不等式以及在开拓量子信息科学方面做出的卓越贡献。

量子纠缠与量子非定域性

量子纠缠的观念起源于EPR佯谬的讨论。1935年，爱因斯坦等人首先写出连续变量的量子纠缠态——EPR态，不久后，薛定谔据此总结出量子纠缠态的概念。

贝尔不等式的推广与GHZ态

贝尔的文章发表后，包括获得2022年诺贝尔物理学奖的克劳泽和塞林格在内的许多人将贝尔的结果进行了推广，从理论上研究了各类不同系统和不同情况下的定域隐变量理论，展示了它们与量子力学的矛盾。

贝尔不等式的实验检验

2022年诺贝尔物理学奖授予了验证贝尔不等式违背的一系列实验工作：利用双光子纠缠态检验CHSH版本的贝尔不等式。此类实验通常选择光子的偏振充当赝自旋自由度，即将光子的水平偏振态|H>和竖直偏振态|V>分别作为赝自旋的|↑>和|↓>态，而对各个不同方向的赝自旋的测量则等价于对不同方向的光子偏振的测量。