研究说明了量子理论的两个基本原理的兼容性

发布时间：2023-05-04 09:51:18 所属栏目：外闻来源：

导读：表示试验中所有测量值之间的相容关系。每个测量值由一个顶点表示，由边连接的顶点表示兼容的测量值。Alice（白色顶点）的两个测量值都与Bob（黑色顶点）的所有测量值兼容;鲍勃测量的兼容性由五边形表示。二乘二兼容的

表示试验中所有测量值之间的相容关系。每个测量值由一个顶点表示，由边连接的顶点表示兼容的测量值。Alice（白色顶点）的两个测量值都与Bob（黑色顶点）的所有测量值兼容;鲍勃测量的兼容性由五边形表示。二乘二兼容的测量集是联合兼容的（例如，{A0，B0，B1}。学分：物理评论快报（2023 年）。DOI

量子理论是在二十世纪的前三十年制定的，它描述了分子，原子和亚原子尺度上的各种现象。在众多技术应用中，有三种在日常生活中无处不在：激光条形码扫描仪、发光二极管（LED）和全球定位系统（GPS）。

量子物理学提出的一个具有挑战性的想法是非局域性，当两个或多个系统以这样一种方式产生相互作用时，表现出现实的一个方面，即任何系统的量子态都无法独立于其他系统的量子态进行描述。从技术上讲，科学家称这种系统为纠缠，因为它们即使在远处也密切相关，并且它们的量子态不是由其各自的组成部分的量子态方程式定义的。

非局部性和语境性诞生于量子理论，但几十年来一直遵循独立的路径。2014年，科学家们进行了一项涉及特定案例的研究，他们表明在量子系统中只能观察到其中之一。这一发现被称为一夫一妻制。作者推测，非局部性和上下文性是以一种或另一种方式观察到的相同一般行为的不同方面。

第一作者是中国北京计算科学研究中心的薛鹏和肖磊。其他合著者都隶属于巴西机构，他们是加布里埃尔·鲁弗洛和安德烈·马扎里，他们也是IFGW-UNICAMP的研究员;同一所大学数学、统计和科学计算研究所（IMECC-UNICAMP）的马塞洛·特拉·库尼亚;和阿拉戈斯联邦研究所的塔西乌斯·特米斯托克勒斯。

这项新研究明确表明，量子物理学与经典物理学不同的两种基本方式可以在同一系统中同时观察到，这与通常的看法相反。“因此，地方性和背景性显然不是同一现象的互补表现，”拉贝洛说。

贝尔定理
非局域性的概念是对阿尔伯特·爱因斯坦（1879-1955）对量子物理学概率性质提出的反对意见的一种回答。在1935年发表的一篇开创性文章中，爱因斯坦，鲍里斯·波多尔斯基（1896-1966）和内森·罗森（1909-1995）或EPR质疑量子理论的完整性。

他们提出了一个被称为EPR悖论的思想实验：为了证明某些由纠缠产生的非经典相关性的合理性，遥远的量子系统必须立即交换信息，根据狭义相对论，这是不可能的。他们得出结论，这个悖论是由于量子理论的不完备性。EPR认为，这种不完备性可以通过包括局部隐变量来纠正，这些微妙的变量将使量子物理学更好的像现代经典量子物理学一样相对具有前所未有的确定性。

1964年，英国物理学家J.S.贝尔（1928-1990）重新审视了EPR论点，引入了一种优雅的形式主义，涵盖了局部变量的所有理论，无论每个变量可能具有的特定属性如何。贝尔证明，这些理论都无法重现量子物理学预测的两个系统所进行的测量之间的相关性。在我看来，这个结果，后来被称为贝尔定理，是量子物理学最重要的支柱之一。具有任何局部理论都无法重现的强相关性的性质现在被称为贝尔非局部性。阿兰·阿克瑞、约翰·克劳瑟和安东·蔡林格因通过实验观察诺贝尔非局域性等成就而获得 2022 年诺贝尔物理学奖，“拉贝洛说。

“尽管有共同的动机，但对贝尔非地方性和Kochen-Specker语境的研究在相当长的一段时间内都遵循了独立的路径。直到最近，人们才越来越有兴趣找出这两种现象是否可以在同一物理系统中同时显现。在2014年发表的一篇文章中，Pawel Kurzynski，Adán Cabello和Dagomir Kaszlikowski说不。他们通过一个特定的案例展示了原因，但仍然是一个有趣的案例。我们现在在我们的研究中驳斥了'不'，“拉贝洛说。

（编辑：汽车网）

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