中國率先實(shí)現(xiàn) 基于星光隨機(jī)數(shù)的貝爾不等式檢驗(yàn)

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉教授及其同事等與中外科研單位合作，利用遙遠(yuǎn)星體產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)關(guān)閉探測(cè)效率漏洞和定域性漏洞的貝爾不等式檢驗(yàn)，向無漏洞的量子非定域性檢驗(yàn)邁出重要一步。該成果日前以編輯推薦的形式在線發(fā)表于物理學(xué)學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

在過去幾十年中，世界各國的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)貝爾不等式，量子力學(xué)也經(jīng)受住了所有的檢驗(yàn)。之前所有的實(shí)驗(yàn)都存在著漏洞，以往的實(shí)驗(yàn)最多只能在實(shí)驗(yàn)前10秒—5秒保證隨機(jī)數(shù)沒有關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)會(huì)導(dǎo)致新的漏洞，即自由選擇漏洞。

解決這一問題的思路有兩個(gè)：一是利用人類自由意志產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，潘建偉團(tuán)隊(duì)和合作者于今年初首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了基于人類自由意志和超高損耗下的貝爾不等式檢驗(yàn)；另外一個(gè)方向則是利用遙遠(yuǎn)星體發(fā)光產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，星體發(fā)光的偏振、波長和到達(dá)地球的時(shí)間都具有隨機(jī)性，利用這些隨機(jī)性就可以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，而因?yàn)樾求w之間的距離都很遙遠(yuǎn)，這些隨機(jī)數(shù)若存在關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)時(shí)間也會(huì)非常遙遠(yuǎn)。這樣就可以通過選擇遙遠(yuǎn)的星體，盡量提前自由選擇漏洞的關(guān)閉時(shí)間。潘建偉團(tuán)隊(duì)發(fā)展世界最優(yōu)收集效率的糾纏光源和高效星光隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生系統(tǒng)，利用11光年以外的星光產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，將自由選擇漏洞關(guān)閉時(shí)間提高了13個(gè)數(shù)量級(jí)，在同時(shí)關(guān)閉探測(cè)效率漏洞和定域性漏洞的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證了量子力學(xué)的完備性。

《物理評(píng)論快報(bào)》審稿人認(rèn)為，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)精心呈現(xiàn)了令人興奮的結(jié)果，同時(shí)其量子力學(xué)和宇宙學(xué)的結(jié)合也將引起讀者們極大的興趣。