量子纠缠的测试

荷兰大学的研究人员发现方法来测试“恐怖行动”。

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最奇异的量子理论的含义之一是所谓的“鬼魅般的超距作用”效应。如果两个量子粒子纠缠时,测量的状态同时定义了其他的状态,无论它们之间的距离。

这种行为似乎无视规则,比任何东西都传播得快光速:信息的粒子X Y瞬间必须达到粒子,粒子测量之前Y可能发生。作为替代,爱因斯坦提出,“隐变量”pre-program纠缠粒子在相关方面的行为,所以不需要实际粒子之间的沟通。

贝尔不等式实验可以区分真正的“恐怖行动”和“隐变量”的行为。考虑两个框标记为A和b可以接受一个二进制输入(0或1),并提供一个二进制输出(- 1或+ 1)。贝尔不等式认为,如果输入是随机的,和盒子不能相互通信,两个输出比特之间的相关性就会很低。如果鬼魅般的超距作用发生,那么准备两盒将迫使一对纠缠与电子之间存在高相关的输出两个盒子。

实际构建一个贝尔不平等测试在实验室是很困难的。尽管这是必须要做的准备一对纠缠的两盒电子,它们必须得足够远以排除任何可能的他们之间的沟通。更准确地说,“局部性”条件要求一个信号从框,以光速旅行,不能交流输入一些盒子B B可以测量输出之前的盒子。此外,所有的试验都必须测量。如果不是所有的输出比特被检测到,那么有可能是测量的输出显示了一个相关性高于所有试验的集合。以前的测试已经离开打开一个漏洞——位置或检测可能允许一个解释除了测量行为“恐怖行动”。

最近,工人在代尔夫特科技大学的要求(自然http://arxiv.org/pdf/1508.05949v1.pdf),设计了一种loophole-free贝尔实验。盒子A和B包含钻石芯片,每个包含一个单一N-V缺陷中心自旋状态与微波脉冲控制。每个自旋与单个光子的发射时间纠缠,和两个光子相互纠缠在第三个位置,位置之间的物理分离,B和C足够大,关闭位置的漏洞,而衡量NV的行为能力缺陷中心的a和B独立成功的纠缠光子测量C关闭检测漏洞。尽管如此,A和B的输出框高度相关,超过需求的贝尔不等式。

实验结果,作者声称,提供最严格的考验的“幽灵行动”将迄今为止最强的限制强加于任何潜在的“隐变量”理论。这一发现的更直接的影响之一是确认潜在的量子加密:loophole-free钟测试可以用来确认一个商业设备声称为加密提供纠缠粒子实际上是所描述的行为。



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