近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、張強(qiáng)等與濟(jì)南量子技術(shù)研究院等單位的科研人員合作，在國際上首次關(guān)閉定域性、測量獨(dú)立性以及糾纏源獨(dú)立性等漏洞，利用類空間隔的糾纏交換光量子網(wǎng)絡(luò)對實(shí)數(shù)形式的量子力學(xué)進(jìn)行了檢驗(yàn)，以超過5.3個標(biāo)準(zhǔn)差的實(shí)驗(yàn)精度驗(yàn)證了實(shí)數(shù)無法完整地描述標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué)，嚴(yán)格確認(rèn)了量子力學(xué)中復(fù)數(shù)的必要性。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。由于該工作廣泛的興趣，美國物理學(xué)會專門在APS News欄目撰文報道。

量子物理是否確實(shí)需要復(fù)數(shù)的參與，一直是一個長期的基礎(chǔ)性問題。2022年初，潘建偉團(tuán)隊利用可實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的、類似貝爾不等式的定量判據(jù)，率先完成了排除了實(shí)數(shù)形式描述標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué)的第一個實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)[Phys. Rev. Lett. 128, 040403 (2022)]。該工作利用的是同一個超導(dǎo)量子芯片上的四個量子比特，距離上無法滿足類空間隔的要求，因而存在定域、測量獨(dú)立性、糾纏源獨(dú)立性等問題。

為了更嚴(yán)格地檢驗(yàn)復(fù)數(shù)的客觀存在性，潘建偉團(tuán)隊在類空間隔糾纏交換光量子網(wǎng)絡(luò)（圖一）的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)中的兩個獨(dú)立源各自獨(dú)立產(chǎn)生糾纏光子對，分發(fā)給遠(yuǎn)處的三個參與者進(jìn)行高速隨機(jī)的光子測量操作。實(shí)驗(yàn)過程中，參與者不受其他參與者的測量選擇和結(jié)果影響，各自獨(dú)立地進(jìn)行本地的隨機(jī)操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以5.3個標(biāo)準(zhǔn)差超過了實(shí)數(shù)形式的量子力學(xué)預(yù)測結(jié)果，嚴(yán)格驗(yàn)證了量子力學(xué)中復(fù)數(shù)的不可或缺。

該論文的第一作者為吳典、江揚(yáng)帆和顧雪梅。該研究得到了自然科學(xué)基金委、中科院、科技部、教育部、安徽省、山東省等的支持。（來源：中國科大）