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“大贝尔实验”开启:人人都能参与的量子科学实验

来源:   日期:2017-03-11 16:15:56  点击:15 
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北京11月30日电(赵竹青)11月30日,包括中国科技大学在内的全球多个科研机构正联合进行一场旨在证实量子力学正确性的“大贝尔实验”。据称,这是全球首次以人类随机性为基础的量子实验。科学家们号召全球普通大众参与,为实验贡献数据。

据介绍,公众可以在北京时间11月29日晚9时至12月1日14时59分期间,通过“大贝尔实验”官方网站thebigbelltest.org或者中国区官网tbbt.ustc.edu.cn上注册并进行一个简单的视频游戏进而产生随机、不可预知的由0和1组成的随机数来决定实验中的重要参数,进而为实验提供支持。

据参与“大贝尔实验”研究的中国科技大学科学家介绍,这里的“大”,指的是在全世界范围内动员大量的志愿者参与贝尔实验。为了产生足够的随机数,该实验需要至少3万人参与游戏,参与的人越多,实验的准确性也将越高。

什么是“大贝尔实验”

大贝尔实验是在ICFO(西班牙光子科学研究所)协调下进行的一个全球性的项目,计划于11月30日当天在世界多个实验室同时进行一系列量子物理实验。

“大贝尔实验”的九个参与机构分别使用了光子、原子、超导等不同的体系进行实验。参与的实验室均利用公众产生的随机数在各自的实验室分别进行贝尔实验,进行各实验室最擅长的研究。

中国科学技术大学的潘建伟教授和张强教授是“大贝尔实验”中国区的负责人,他们的实验室利用接收到的由人类自由意志所产生的随机数进行贝尔实验,并测试随机数之间的关联。

“大贝尔实验”的意义

十九世纪初,在量子力学提出之后,分别以爱因斯坦和玻尔为代表的两个阵营便一直在争论量子力学是否仅仅是定域实在论存在隐变量时的一种不完备的表达方式。而1964年科学家约翰・贝尔提出了可以区分量子力学与定域实在论的测试方法,即贝尔不等式,并在随后的实验中证实了量子力学的正确性。

据中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心副研究员刘洋介绍,“上世纪的实验中可能存在一些漏洞。例如由于时空关系可能造成的定域性漏洞与自由选择漏洞,由于实验装置传输效率导致的探测效率漏洞等。由于这些漏洞的存在,仅使用隐变量理论也可以得到与量子力学相同的实验结果”。

为了更严谨地证明量子力学的正确性,科学家们需要考虑试验中可能存在的漏洞并予以避免。2015年,世界上有3个实验小组分别独立进行了无漏洞贝尔不等式实验。

“此前的诸多贝尔不等式实验分别关闭了定域性漏洞和探测效率漏洞等,但在这些实验中,使用的是物理方式产生的随机数。大贝尔实验则相信人的自由意志,由公众产生的随机数来决定实验中的重要参数,这系列实验是贝尔不等式测量的重要一步。在未来,物理学家有望利用太空实验关闭局域性漏洞和随机数漏洞,这将是在现有实验基础上经过长期努力才能进行的物理实验。”刘洋说。

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