全球首次以人类随机性为基础的量子实验今日进行

作者:朱立新 来源:中国日报网
2016-11-30 13:06:39

全球首次以人类随机性为基础的量子实验今日进行

“大贝尔实验”海报。

中国日报11月30日电(记者 朱立新) 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”。值得注意的是,这是全球首次以人类随机性为基础的量子实验。

科学家们号召全球的普通大众通过在“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。

公众可以在澳大利亚布里斯班当地时间的11月30日零时,即北京时间11月29日晚10时,至美国博尔德当地时间11月30日23时59分,即北京时间12月1日14时59分期间参与游戏,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,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。

“大贝尔实验”的发起机构——西班牙光子科学研究所邀请了世界一流的量子光学实验室参与。“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。

什么是“大贝尔实验”?

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。

“但是到现在为止的诸多贝尔不等式实验使用的都是物理方式产生的随机数,这部分随机数可能受到隐变量控制而不能作为真正的随机性来源”,刘洋说。

“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。科学家表示,由于需要通过网络汇总,现在的“大贝尔实验”无法真正解决局域性漏洞,在未来,物理学家希望利用太空实验关闭局域性漏洞和随机数漏洞,这是在现有实验基础上经过长期努力才能实现的物理实验。

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