科學家首次驗證量子力學中復數不可或缺

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量子物理是否確實需要復數的參與，一直是一個長期的基礎性問題。2022年初，潘建偉團隊利用可實驗驗證的、類似貝爾不等式的定量判據，率先完成了排除了實數形式描述標準量子力學的第一個實驗檢驗。該工作利用的是同一個超導量子芯片上的四個量子比特，距離上無法滿足類空間隔的要求，因而存在定域、測量獨立性、糾纏源獨立性等問題。

實驗示意圖 中國科大供圖

為了更嚴格地檢驗復數的客觀存在性，潘建偉團隊在類空間隔糾纏交換光量子網絡的基礎上，利用網絡中的兩個獨立源各自獨立產生糾纏光子對，分發給遠處的三個參與者進行高速隨機的光子測量操作。實驗過程中，參與者不受其他參與者的測量選擇和結果影響，各自獨立地進行本地的隨機操作。

實驗結果以5.3個標準差超過了實數形式的量子力學預測結果，嚴格驗證了量子力學中復數的不可或缺。