在哈代悖论的第一次无漏洞测试中证明了量子非局域性

量子力学的梦 2024-09-13 00:52:29

无漏洞哈迪悖论测试实验设备图。图片来源:Si-Ran Zhao et.al

一个研究团队首次实现了哈代悖论的无漏洞检验。该团队成功地证明了 Hardy 的非局域性,同时填补了检测效率漏洞和局域漏洞。

他们的研究结果作为“编辑的建议”发表在《物理评论快报》上。该团队包括来自中国科学院 (CAS) 中国科学技术大学 (USTC) 的成员,由潘建伟教授、张强教授和陈凯领导,与南开大学的陈静玲合作。

哈代悖论由 Lucien Hardy 在 1990 年代提出,它提供了对局部实在性的简化测试——即物理特性独立于观察而存在,并且没有信号超过光速的经典观点。这个悖论揭示了量子力学和局部现实主义之间的冲突,它证明了在三个“哈代事件”概率为零的某些条件下,量子力学预测了第四个事件的非零概率,这与局部现实主义相矛盾。

由于第四个事件的概率较低,因此通过实验证实哈代悖论具有挑战性,需要纠缠源的高保真度和高效率才能将其与噪声区分开来。之前的实验面临两个主要挑战:局部漏洞(测量选择可能会影响结果)和检测效率漏洞(由于光学损失)。

为了解决局域漏洞,研究人员精心设计了一个时空实验装置,以确保测量选择是类似空间的,与纠缠态准备和光子探测分开。这种配置排除了测量设置受结果影响的任何可能性,从而消除了局部性漏洞。

为了解决检测效率漏洞,该研究采用了 82.2% 的高检测效率,这大大减轻了光损失的影响。此外,用于选择测量设置的高速量子随机数生成器的集成引入了真正的随机性元素,可以防止局部隐藏变量的任何潜在操纵。

通过哈代不等式的改进形式,研究人员还将未检测到的事件和双击事件纳入他们的分析中,有效地填补了检测效率漏洞,提出了一个强大的实验框架,对量子物理学领域做出了重大贡献。

最后,这个超过 6 小时的实验证明了对哈代悖论的强烈违反,在 43.2 亿次试验中,显著性水平高达 5 个标准差。原假设检验证实,通过局部现实主义解释结果的概率小于 10-16348,提供了支持量子非局域性的令人信服的证据。

这项研究加深了我们对量子力学的理解,并对量子密钥分发和量子随机数认证等量子技术的发展具有重要意义。它标志着量子物理学的进步,为量子非局域性提供了新的证据,并为未来的量子信息技术铺平了道路。

更多信息:Si-Ran Zhao et al, Loophole-Free Test of Local Realism via Hardy's Violation, Physical Review Letters (2024).DOI:10.1103/PhysRevLett.133.060201。在 arXiv 上:DOI: 10.48550/arxiv.2401.03505

期刊信息: Physical Review Letters , arXiv

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评论列表
  • 2024-11-30 09:56

    ❌数学冒充物理是骗术:::数学是语言推理表达功能的一个特例,是应用广泛的思维推理/演绎工具,不是科学基础学科,是典型的应用基础学科。(广义)物理观测发现新现象,归纳新公理,才是真的基础。……物理学观测自然,物理辩证法归纳公理概念符号文字(唯物主义形而上学),发现了物理公理1+1=2等等,创造了数学。当然,物理/自然哲学是数学的源头,也是形而上学的源头。🍎牛顿定义自然哲学公理作为数学原理//思维演绎因。认知自然依靠观测归纳,从来如此只能如此。数学推理不能观测发现未知,只能应用已有公理。为名利鼓吹数学,数学号称物理(鼓吹2维蚂蚁10维爸爸),虚幻无边,这就是欺师灭祖&蔑视自然!!用一支笔一张纸摇脑袋来认知自然?当然是蔑视不信任自然。跟悖论潘多拉/悖论斯坦是一样的。祸害物理、哲学也祸害了数学,祸害科学祸害子孙祸害国家,都是名利之徒!!!悖论斯坦………一个用数学号称物理,蔑视自然祸害人类的名利骗子,他居然成了科学的时髦???

  • 2024-11-30 09:54

    ⭕️科学/哲学追求确定性(真理/知道)是生存的必须,有现象复杂性。自然绝对诚实/决定论/宿命论,但意识作用于人体(物质)对宿命有广泛扰动。追求确定性(求万变中不变的真理/本质,物质不灭,能量守恒,1+1=2等)。观测有不确定性需要提高观测精度,解释自然“不确定性”“对称或然性”想干啥?❌为不知道找原因吗??没有确定性(不知道)如何利用自然??花瓣飘零不是动量不确定,是大量动量作用观测不足的观测不确定性。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限。光粒子电荷质量大小不连续,不是运动不连续。特定粒子观测困难,大量粒子分布有观测不确定,不是粒子运动不确定。❌不确定性原理当然是骗!同与不同的确定性是科学认知的根本,“波粒二象性”祸害了这个人类认知的核心根基!!绝对真理客观存在,人类诞生前月亮不运动吗?引力有没有?不言自明!🍎仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理?地心说依据的不变现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然&欺师灭祖搞骗的伎俩。瞎搞虚幻不确定,量子鬼学,好吗?❌科学追求确定性真理是生存智慧,悖论斯坦想把宇宙中的不同弄成相同(统一场)?这不是癫狂是什么?

  • 2024-11-30 09:55

    ❌证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理公设,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。真理不证自明无法证明!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。❌❌大胆假设,细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。

  • 2024-11-30 09:56

    量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质质量普遍有力的相互作用,相对运动,是永远不变的真。⭕️邪门纠缠比找女朋友邪门太多了!!!!❌独此一女???独此一男???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!………这和“鬼把戏”有区别吗???

  • 2024-11-30 09:58

    真理不证自明,当然都是简单的!

  • 2024-11-30 09:55

    ❌解释自然因果是骗术,静电斥力发射是能源之源!!! ………因果是主观思维,没有自然因果(律),前因后果(以知识为因推理论证目的果),是(数学)演绎推理,必须从公理/真理出发,才有意义。🍎牛顿以观察归纳认知自然,定义自然哲学公理作为数学原理/演绎思维因。🍎苏格拉底说,真理(不变现象)是唯一的,因果关系无穷多。只有思维因,没有现象因,现象复杂普遍联系因素无穷多,虚幻无穷多。压垮骆驼的最后一根稻草是复杂现象不是真理/因。………所谓释放核能的原因,空间弯曲引力因,光电效应因果,干涉现象因果,双缝干涉延迟实验因果,轨道能级因果,宏观微观不同因果,高速低速差异因果,不确定性原理因果,祸害了强大微观电磁的深入研究。宏观变化的电磁力,是万有引力的10^36倍以上,物质本质(带电质量体)的静电斥力发射是可利用能源(光子动能/核能化石能太阳能等)的源头(电斥力发射光子/热量)!!!………现象解释都只是辩证法过程,辩证法归纳真理需要同时满足牛顿的三个归纳条件,必要性充分性真实性,这是得到真理(思维演绎因)的唯一方法,从来如此只能如此。………归纳现象发现真理是科学,因果解释现象是有害骗术!

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