科学家首次验证量子力学中复数不可或缺

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量子物理是否确实需要复数的参与，一直是一个长期的基础性问题。2022年初，潘建伟团队利用可实验验证的、类似贝尔不等式的定量判据，率先完成了排除了实数形式描述标准量子力学的第一个实验检验。该工作利用的是同一个超导量子芯片上的四个量子比特，距离上无法满足类空间隔的要求，因而存在定域、测量独立性、纠缠源独立性等问题。

实验示意图 中国科大供图

为了更严格地检验复数的客观存在性，潘建伟团队在类空间隔纠缠交换光量子网络的基础上，利用网络中的两个独立源各自独立产生纠缠光子对，分发给远处的三个参与者进行高速随机的光子测量操作。实验过程中，参与者不受其他参与者的测量选择和结果影响，各自独立地进行本地的随机操作。

实验结果以5.3个标准差超过了实数形式的量子力学预测结果，严格验证了量子力学中复数的不可或缺。