1. 在线看片av免费观看
  2. 量子物理

大贝尔实验室:Challenging local realism with human choices

引子

今天爲大家介紹一篇科學雜志《Nature》最近 (20180509) 刊登的大贝尔实验室(The Big Bell Test Collaboration)发表的一篇名为《Challenging local realism with human choices》的文章。這篇文章聯合了世界上五大洲包括中國科學技術大學(USTC)潘建偉院士团队在内的12个实验室和数十万参与者,在2016年11月30日進行了13个Bell inequality Test的实验。下面我将从背景,目標,过程和结果四个方面为大家介绍这篇文章。

背景:

1935年 Einstein, etc. (EPR) 在一篇名为《Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete ?》的文章中討論了量子力學是否完備的問題,也就是大家討論的EPR悖論。EPR 認爲物理世界是局域實在的(Local Realism),在1964年,Bell 在一篇名为《ON THE EINSTEIN PODOLSKY ROSEN PARADOX》的文章中对于这个问题進行了讨论,并根据EPR提出的 local realism的条件,提出了一个实验上可能实现的 Bell 不等式來检验量子力學是不是 Local realism 的。此後進行了很多的Bell 不等式的实验检验,如最近的 Simon2003、Giustina2013、Christensen2013、Giustina2015、Shalm2015、Hensen2015、Rosenfeld2017、Tan2017,?《Challenging local realism with human choices》这篇文章也是一个Bell 不等式的实验检验,正如题目所说:用人類自由意志的选择來挑战局域實在性

目標

目前已經實驗實現的很多Bell不等式檢驗的文章存在各種各樣的實驗漏洞(Loophole),德国Max Planck Institute of Quantum Optics ( MPQ) 的J.Kofler在2016年的一篇文章《Requirements for a loophole-free photonic Bell test using imperfect setting generator》中將這些Loophole可以總結爲五個:

  1. The locality loophole
  2. The freedom-of-choice loophole
  3. The? fair-sampling (detection) loophole
  4. The coincidence-time loophole
  5. The? memory loophole

大貝爾實驗室的這篇文章《Challenging local realism with human choices》,通過基于人類自由意志隨機決定測量基矢的選擇关闭了?the freedom-of-choice loophole.

過程:

如Fig.1 所示,subfigure (a) 表示 Human participants, or Bellsters, 这些参与人通过大贝尔实验室提供的一款游戏,给世界上進行Bell 不等式检验的实验室提供随机数,subfigure (b) 表示实验室的实验者用 Bellsters 提供的自由意志随机数随机地选择测量基矢進行 Bell 不等式检验。subfigure (c) 表示的是一个沟通系统, Bellsters 跟 Experimenters 相距很远,Bellsters 玩游戏手指点点点时提供的随机数就是通过这套系统发送给 Experimenters. ? Experimenters 也通过这套系统向 Bellsters请求随机数。实验中,这些随机数是由人的自由意志产生的随机数,因而用这些人的自由意志产生的随机数是不受 the freedom-of-choice loophole 约束的。

大贝尔实验室:Challenging local realism with human choices
Fig.1 : 大贝尔实验室Bell 不等式检验实验过程

如 Fig.2 所示,subfigure (a) 表示13个Bell 不等式检验所在的位置,分布在世界的5个大洲,其中3号表示的就是中国科学技术大学上海研究院潘建偉院士团队的研究组。subfigure (b) 表示的是实验進行过程中 ,Bellsters的活跃度, Experimenters 的活跃度 和?Bellsters 产生的随机数的码率。

大贝尔实验室:Challenging local realism with human choices
Fig.2 :大贝尔实验室实验过程

結果:

如Fig.3所示,(1)~(13)表示13个实验,results一列表示的是这些实验的结果,$S$, $B$, $I_0$, $K$表示的是不同的Bell 不等式的 Bell 值。

大贝尔实验室:Challenging local realism with human choices
Fig.3: 大贝尔实验室Bell不等式检验结果

評論:

這篇文章因爲是基于人類自由意志進行測量基矢的選擇來关闭?the freedom-of-choice loophole,因而引起了很大的轰动。实验意义上,基于人類自由意志進行測量基矢的選擇可以克服?the freedom-of-choice loophole。事实上,实验组進行实验的时候,進行实验的测量的双方Alice和Bob(以惯例称为Alice和Bob)并没有或者部分处在类空间隔,因而依然存在或者部分存在 the locality loophole。

 

作者注:本文整理的相关文献已经添加链接,需要的读者可根据链接下载,图片來源于原文章。本文已授权Qtumist (量子客) 刊登,仅供读者学习查看。

本文由量客专栏作者Shu整理发布,转载需授权,欢迎至信: Support@qtumist.com ,转载请注明出处:/post/1714

發表評論

登錄後才能評論