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近日，美國物理學(xué)會旗下Physics網(wǎng)站公布今年國際物理學(xué)領(lǐng)域的十項重大進展，回顧了2022年國際范圍內(nèi)取得的代表性科研成果。其中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、朱曉波、張強等完成的實數(shù)量子力學(xué)檢驗系列實驗，與激光聚變首次跨越盈虧點、銀河系黑洞的第一張照片、詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝標志性宇宙圖像、航天器碰撞改變行星軌道、破譯蛋白質(zhì)折疊等研究成果入圍。
潘建偉團隊在國際上率先開展了對實數(shù)量子力學(xué)的一系列檢驗。2021年，團隊以超過判據(jù)43個標準差的實驗精度首次證明了復(fù)數(shù)在標準量子力學(xué)形式中的必要性。為了嚴格檢驗復(fù)數(shù)的客觀存在性，填補存在的定域漏洞等問題，研究團隊又開展了新的實驗，利用一個具有5個節(jié)點的糾纏交換光量子網(wǎng)絡(luò)。每個節(jié)點之間相距至少89米，防止信息以光速從參與方傳播到另一方，從而使參與者之間互相影響導(dǎo)致實驗結(jié)果不可信。在此類空間隔的基礎(chǔ)上，兩個互相獨立的糾纏源各自獨立產(chǎn)生糾纏光子對，分發(fā)給遠處的3個參與者進行高速隨機的光子測量操作。實驗結(jié)果以5.3個標準差超過了實數(shù)形式的量子力學(xué)預(yù)測結(jié)果，實驗結(jié)論支持量子物理需要使用復(fù)數(shù)，更嚴格驗證了量子力學(xué)中復(fù)數(shù)的不可或缺。
系列實驗研究工作首次在愛因斯坦嚴格定域條件下證明了“虛數(shù)不虛”，不僅加深了人們對量子基礎(chǔ)物理的認知，激發(fā)科學(xué)家探索更多量子力學(xué)基本問題，也為未來量子信息技術(shù)的探索提供了新啟示。
來源：中國科學(xué)報
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