纠缠与非定域性

贝尔检验实验

贝尔检验是一项真实的实验,让量子力学与整族定域隐变量理论一较高下。做法是制备大量纠缠对,把每对中的一个粒子送往两个相距遥远的站点,并在每个站点随机地在两种测量设置之间做选择。在许多次运行中收集成对的结果、统计它们相符的频率,实验者便算出一个关联数值,看它究竟停在贝尔界限之内,还是把它打破。

这类检验之所以如此震撼,是因为答案落在了量子力学这一边:测得的关联超出了任何定域、预先确定的理论所能允许的范围,而且超出的幅度达到许多个标准差。这个世界根本不像是每个粒子都悄悄携带着一整套事先定好、不受远处选择触动的答案。

自二十世纪七十年代以来,贝尔检验做得越来越严谨,用上了光子偏振、囚禁原子和超导电路,并逐步堵上那些聪明的定域理论本可借以蒙混过关的「漏洞」。如今它们已是物理学中得到最彻底确认的结果之一,并支撑着诸如「设备无关量子密码学」这样的实用技术——其安全性正建立在对贝尔不等式的真正违反之上。

measured S ≈ 2.4 ± 0.06 (above the local-realist limit of 2)

一个典型结果:关联值稳稳地越过贝尔界限,倒向量子力学。

早期的贝尔检验留有一些「漏洞」——探测效率上的缺口,或测量设置选择方式上的破绽——执意要保住定域理论的人或可借此钻空子。把它们堵上,尤其是同时堵上,正是 2015 年那些无漏洞实验的成就。

又称
Bell experimenttest of Bell's inequality贝尔实验貝爾實驗