[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 时间顺序的贝尔不等式实验违背

摘要： 纠缠是量子力学的一个预言，它表明我们的物理定律无法用局域因果模型来描述。这引发了诸多争论，包括爱因斯坦著名的观点——量子力学是不完备的理论，我们或许终将发现能用局域因果模型描述的更深层理论。然而，无漏洞的贝尔不等式违背实验证明事实并非如此。贝尔定理独立于量子力学，它揭示任何试图取代量子力学的理论都必须具有某种非局域性。此后，学界利用不同物理系统进行了多次违背贝尔不等式的实验，最终实现了三项无漏洞实验[1-3]。最新的理论[4,5]与实验技术[6,7]使我们得以研究量子力学预言的新现象——即不存在固定因果顺序的过程。先前对该效应的实验检验都需假设量子力学能正确建模实验结果。但正如贝尔研究之前的纠缠现象，这些结果仍可能被其他具有确定因果顺序的理论解释。于是自然产生疑问：这类过程真实存在，还是量子力学的假象？我们通过构建时间顺序的贝尔不等式[8]证明这些效应确实存在。该不等式的违背（独立于量子力学）意味着所研究过程的时间顺序必定真正不确定。随后我们展示如何利用两个具有纠缠控制量子比特的量子开关系统[6,7]（见图1）来违背该不等式。