新研究揭示非纠缠量子特性或引发非局域性效应
2025-08-05 14:16
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在经典物理学框架下,物体运动方式可预测,且速度无法超越光速,信息传播亦受此限。然而,自20世纪30年代起,科学家发现微观粒子遵循迥异规则,其中量子纠缠现象尤为引人注目,被阿尔伯特·爱因斯坦形容为“幽灵般的超距作用”。量子纠缠中,两粒子属性紧密关联,测量结果总是相反,且这种关联不受距离影响,展现出超越经典力学的“非局域性”。

传统观点认为,非局域性仅由纠缠粒子产生。但近期发表在《科学进展》上的一项新研究,利用贝尔不等式,探索了非纠缠量子特性是否也能引发非局域量子关联。实验通过激光撞击特定晶体产生光子,确保光子在探测前不发生纠缠。研究利用贝尔不等式检验实验是否违背局域现实论。

计算结果显示,实验违背了贝尔不等式,超出阈值超过四个标准差,这是使用非纠缠光子首次观察到的现象。研究人员指出,这种违背源于“路径同一性”的量子不可区分性,而非纠缠。研究作者表示:“我们的工作建立了量子关联和量子不可区分性之间的联系,为量子物理学中观察到的反直觉特征的根本起源提供了见解。”

尽管这项研究具有开创性,但仍存在潜在问题,如实验依赖后选择可能产生误导性结果,以及探测器相位设置未正确分离导致的局部性漏洞。不过,研究作者已意识到这些局限,并期待通过改进量子光子设备和实验硬件来解决问题,进一步探索量子力学的奥秘。他们表示:“我们不仅期望识别并排除漏洞,还期待引发更多有趣实验,推动量子力学发展。”

更多信息: Kai Wang 等,非纠缠光子违反贝尔不等式,Science Advances(2025)。期刊信息: Science Advances

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