物理学家在光量子网络中测试真实的量子理论

“最近，一组理论家，包括来自维也纳的米格尔·纳瓦斯库、米尔贾姆·魏伦曼、阿明·塔瓦科利、大卫·特里洛和蒂恩·P·勒，来自巴塞罗那的安东尼奥·阿克因、来自巴塞罗那的马克·奥利维尔·雷诺和来自日内瓦的尼古拉斯·吉辛，认识到网络中贝尔检验的自然推广可以将复杂量子理论与真实量子理论区分开来。”范冰冰说。“在一个双方通过几个独立的纠缠源连接的网络中，真正的量子理论并不符合复杂量子理论的所有预测。这为在基于独立纠缠源的量子网络中实验上区分这两种理论铺平了道路。”

为了在实验环境中实现和测试纳瓦斯库和他的同事们设计的理论，研究人员使用了最先进的光学量子网络。该理论的一个关键假设是源无关性，这意味着所分析的网络应该由独立的纠缠源组成，从而产生纠缠态对。

该理论认为，当这个假设不被满足时，预测就变得无效。为了确保在实验中得到满足，范和他的同事因此使用了一种光子网络，其中纠缠光子的来源被物理分离。

“另一个实验挑战是实验系统必须干净，噪音很小，”范说。“一个科学家团队，包括来自深圳南方科技大学的李正大、毛雅莉、胡晨、冯立新、杨胜俊和我本人，以及来自中国电子科技大学的王紫竹（音译），他们来自以大熊猫闻名的成都，他们克服了这些挑战。”。“我们用两个独立的纠缠源和三方（即Alice、Bob和Charlie）构建了一个量子网络实验，观察到关联违反了真实量子理论的约束超过4.5个标准差。”

与Fan和他的同事进行的实验测试不同，基于Bell理论的标准测试只使用单一的纠缠源，并且考虑了两方（即Alice和Bob）。因此，他们的实验环境使研究人员能够克服与标准贝尔定理为基础的测试相关的挑战，并有效地测试真实量子理论和复杂量子理论之间的差异。

范冰冰说：“我们的实验必然会驳斥真正的量子理论是一种普适的物理理论，这清楚地表明，并非所有基于复数的标准量子理论的预测都可以用标准量子理论的实数模拟来模拟。”因此，复数是量子理论。"

在未来，这个研究小组最近进行的研究可以为进一步研究评估量子物理的基础，特别是量子网络的基础铺平道路。最终，这将使新的创新量子技术和应用的发展成为可能，因为贝尔定理在量子信息科学中被广泛应用。

范补充说：“虽然一个二分体系统的贝尔非定域性已经是违反直觉的，但在我们的多体世界中，多体非定域性更是如此：自然界的关联性是无限多体非局部的。”。“有趣的是，我们刚刚发展钟形测试对于真正的多部分非局部性网络为了证明自然界是无穷多部分非局部的，并进行了第一次实验。"

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