用光子纠缠源验证Bell不等式

以Bell不等式的推广形式CHSH不等式为理论指导,利用自主搭建的双光子纠缠源制备光子纠缠态,通过测量不同条件下符合对比度计算Bell不等式,验证了量子力学的完备性.

Bell不等式实验检验进展综述

Bell不等式(1964)提出了定域隐变量理论和量子力学对比的量化标准,导致了首次在实验上区别这两个理论的可能性。自1972年Clauser等人第一个实验以来,至今已完成了几十个实验。占压倒多数的实验的结果同量子力学的预言符合得很好而违反定域隐变量理论的预言。本文第一节首先讨论了这些实验中的某些漏洞,第二和第三节分别概述了1972—1982年所完成的12个实验和1985年至今所完成的31个实验的结果。最后强调地指出,尽管至今还没有一个实验能同时封闭定域性漏洞和检测漏洞,但实验结果是不可逆转的。因此,理论物理学家应当承认当前的物理学基础是分裂的,即量子力学同相对论是矛盾的。

Bell不等式实验检验的重大进展——Weihs实验和Rowe实验述评

Weihs实验(1998)和Rowe实验(2001)可能是自Aspect实验(1982)以来已完成的几十个Bell型实验中最重要的两个。这两个实验已分别地封闭了定域性漏洞和效率漏洞,但定域隐变量理论并没有完全被排除。相信有朝一日人们会完成一个无漏洞的实验。即使如此,定域隐变量理被排除的问题仍然会是悬而未决的。断言试图通过完成一个无争议的判决性实验来解决定域隐变量理论与量子力学的冲突是不可能的。

关于Bell定理和Bell不等式的探讨

本文介绍了量子物理学家Ｊ．Ｓ．Ｂｅｌｌ 的生平和科学贡献。深入讨论了Ｂｅｌｌ 定理和Ｂｅｌｌ 不等式，论述了Ｂｅｌｌ 的学术思想的发展及各种评价。

从EPR思维、Bell不等式到量子信息学

首先从科学传统发展 (特别是Bohr ,Bohm ,Bell,Aspect的工作 )上讨论了EPR思维 。

Bell不等式的失败根源和对定域性原则的直接检验

本文考查了各种Bell不等式的理论推导和实验检验方法,分析了不等式失败的原因,指出:双值自旋粒子系、严格的关联条件和定域性原则都是导致Bell型不等式与实验相悖的可能因素。以往的检验实验不足以否定定域性原则。为了单独地直接检验定域性原则,文中提出了一个新型不等式。

从EPR佯谬到Bell不等式与实验检验

本文旨在阐述由EPR佯谬引发而得到的Bell不等式 ,把对量子力学的基本原理的思辩性的争论转为可根据实验观测结果来加以判断 .近 2 0年来 ,用实验直接检验量子力学的基本概念和图像研究非常活跃 ,已成为当代物理非常有意义 。

Bell不等式及其局域性

近20年来有不少的文章或多或少地宣称,实验证实Bell不等式破缺等价于实验否定了局域性原理。本文提出另一种推断。 首先,文中征明,Bell不等式成立的充足条件是几率的Kolmogorov模型,与局域假设没有联系,证明路线如下:

不遵守Bell不等式的量子缠绕(英)

本文给出正交态及非正交态的量子缠绕，通过分析两个实例，发现能够产生不遵守Bell不等式最大限度的缠绕态。

广义Bell不等式

本文讨论了一般情况下的EPR悖论,在非决定论定域理论基础上,导出了一个新的任意自旋的不等式,称为广义Bell不等式。原有的Bell不等式只是它的一个特殊情况。

Bell不等式及其实验检验的失败

本文概述了 Bell 不等式提出的历史背景,介绍了建立 Bell 不等式的Wigner 方法,讨论了实验对它验证的失败,从而证明了力学的理论依然是人们研究微观客体规律的可靠工具.

违犯Bell不等式的正交态及非正交态的量子缠绕

本文给出正交态及非正交态的量子缠绕，通过分析两个实例，发现能够产生不遵守Bell不等式最大限度的缠绕态。

Bell不等式的直观解释与研究进展

2022年诺贝尔物理学奖授予了A. Aspect、J. Clauser和A. Zeilinger三位科学家,以表彰他们在利用纠缠光子实验验证Bell不等式违背以及开创量子信息科学方面的贡献。本文以EPR佯谬作为起点,概述了其催生Bell不等式的历史进程,进一步着重阐述了Bell不等式及其与实验紧密结合的变种—CHSH不等式的数学形式和物理意义,然后使用文氏图直观地展示了两种Bell不等式的几何化推导过程,最后简要地介绍了Bell不等式的研究进展。本文有望帮助读者对Bell不等式这一重要概念获得直观理解。

两类可观测量的Bell不等式

引入了可观量a和ab关于密度矩阵ρ的平均值E_ρ(a)=Tr(aρ)与E_ρ(a,b)=Tr((ab)ρ),给出了一系列性质,建立了相应的Bell不等式|E_ρ(a,b)+E_ρ(a,c)+E_ρ(d,b)-E_ρ(d,c)|≤2(‖Pρn1‖2+‖Pρn2‖2)～(1/2)≤22^(1/2).

利用光子纠缠混合态实现Bell不等式检验

Bell不等式的违背是量子非局域关联存在的重要证据之一.利用各种纠缠源,人们已经在多个实验中实现了这种违背的验证.然而,最优的违背(即Cirel’son极限)仍未能在实验上达到.针对其中的两种可能的原因:所使用纠缠源的纠缠度难以达到最大纠缠或者所选取的测量基并非是最优测量基;本文利用商用光子纠缠源在实验上探索这一问题的可能解决方案.我们首先在实验上验证了,基于通常两体光子纠缠纯态假定所选取的测量基并不能得到Bell不等式的最佳违背.利用量子态层析技术,我们重构了该商用纠缠光子态的密度矩阵,并证实了实验中所用的纠缠光源是一个混合纠缠态.据此,我们对测量基进行了优化,明显地提高了Bell不等式的违背程度.

I3322不等式的量子违背研究

量子非定域性是量子信息处理的重要资源。最近,I3322不等式作为判别量子非定域性的标准引起了广泛关注。考虑实际检验过程中的非理想因素,利用MATLAB数值仿真方法,详细研究了单一纠缠态、混合纠缠态以及噪声信道等对该不等式量子违背的影响。研究发现对单一纠缠态,当纠缠度大到一定程度,不等式才能被违背;对混合纠缠态,在较大参数范围内,不等式也能被违背;得到两Kraus算子表示的信道影响下不等式违背与不违背在噪声参数空间的相图。这些结果对基于I3322不等式的量子信息处理技术的应用有一定理论意义。

三比特类GHZ态的Bell型不等式和非定域性

研究了一般形式类GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)态的共生纠缠度及非定域性,给出了类GHZ纠缠态的共生纠缠、Mermin不等式和Svetlichny不等式的解析表达式,并通过数值计算讨论纠缠与非定域性之间的关系.结果表明,类GHZ纠缠态的共生纠缠和两个Bell型不等式描述的非定域性是一致的,Bell算符及其参量,能够明显展示量子态的非定域特性.

基于量子纠缠的无漏洞Bell实验进展概述

Bell定理描述了量子力学预言的现象不可能用经典的定域实在论重现,这样的矛盾能够通过Bell不等式严格表述。然而,大多数Bell不等式的实验常常以某些假设条件为前提,导致了实验“漏洞”的存在。近年来,随着量子技术的快速发展,Bell不等式的无漏洞测量得到广泛关注,实现漏洞的同时封闭也逐步成为可能,从而有望彻底否定经典定域实在论,肯定量子力学的预言。本文详细分析了基于糾缠的Bell不等式实验的发展,并阐述了当前实现Bell实验漏洞同时封闭的可行方案。

Inseparable Criterion and Bell Inequality

In this letter, we shall show how to construct constrained Bell-type inequality for a generaltwo-party system, and violating this inequality is equivalent to being inseparable. For 2 (×) 2 system, the maximum violation is 3,while for 3 (×) 3 system, the largest violation is 11/3.