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中國科大首次實驗排除實數(shù)形式的標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué)
據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)網(wǎng)站1月29日消息,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、朱曉波等和西班牙塞維利亞大學(xué)Cabello教授合作,利用超高精度超導(dǎo)量子線路實現(xiàn)確定性糾纏交換,以超過43個標(biāo)準(zhǔn)差的實驗精度證明了實數(shù)無法完整描述標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué),確立了復(fù)數(shù)的客觀實在性。相關(guān)研究成果近日以“編輯推薦”的形式發(fā)表在《物理學(xué)評論快報》上。美國物理學(xué)會Physics網(wǎng)站和《自然》雜志分別邀請國際專家撰寫了相關(guān)Viewpoint和News & Views評論文章。
《物理學(xué)評論快報》文章發(fā)表截圖
物理學(xué)家使用數(shù)學(xué)來描述自然規(guī)律。在經(jīng)典物理學(xué)中,人們只用實數(shù)就可以寫出所有定律,而復(fù)數(shù)僅僅作為一個方便的計算工具被主觀引入。隨著量子力學(xué)誕生,復(fù)數(shù)逐漸表現(xiàn)出某種直覺上的不可排除性:理論上,作為量子力學(xué)基石的薛定諤方程和海森堡對易關(guān)系其本身就是依賴于復(fù)數(shù)寫出的;實驗上,人們直接測量到了波函數(shù)的實部與虛部。這說明復(fù)數(shù)可能不是一個主觀引入的計算符號,而是可以實驗檢測的物理實在。
實驗結(jié)果
量子物理是否確實必須使用復(fù)數(shù),是一個長期的基礎(chǔ)性問題。近期,奧地利、西班牙和瑞士等國家組成的科學(xué)家團隊提出一種利用確定性糾纏交換驗證復(fù)數(shù)必要性的貝爾不等式類型的檢驗方法。遵守實數(shù)形式量子物理的參與者不能獲得標(biāo)準(zhǔn)量子理論中允許的界限,從而排除以實數(shù)形式描述標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué)的可能性。潘建偉團隊基于自主設(shè)計研發(fā)的超導(dǎo)量子線路和高精度量子操控技術(shù),在世界上首次完成了該實驗。在這個理論框架下,實數(shù)形式的界限為7.66,而實驗測試結(jié)果為8.09,超過判據(jù)43個標(biāo)準(zhǔn)差。實驗結(jié)論支持量子物理需要使用復(fù)數(shù)。
《物理學(xué)評論快報》顯示,該論文的第一作者為陳明城、王粲和劉豐銘。該研究得到了自然科學(xué)基金委、中科院、科技部、教育部、安徽省等的支持。
標(biāo)簽 量子力學(xué)- 責(zé)任編輯: 楊蓉 
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