關於Bell態概念的質疑-King-萬維博客-萬維讀者網（電腦版）

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		關於Bell態概念的質疑	2012-02-08 09:41:07

作為學術問題，我最近對Bell態的概念提出了質疑，寫出了論文，發布在 http://blog.sciencenet.cn/u/guanky 。該文從學術角度提出了這一質疑的原因。

通俗些，我的疑問是：人們能否能根據定義4個Bell態的公式判斷一對糾纏電子究竟屬於哪一個態，有什麼物理依據，有沒有人真的對每個態都造出了相應的電子糾纏對？

從我查到的資料上看，人們還只是對“光子對”研究製造Bell態，而且承認是不能用線性光學的辦法測出（或製造出）4個不同的Bell態（參考英文Wikipedia)。

如果人們真製造出4個Bell態的電子對（或光子對），或理論上給出判斷4個不同Bell態的物理依據，我的質疑就沒有道理了。

望網友指教。


			文章評論

作者：King

留言時間：2012-02-08 16:22:47

逍遙津先生，謝謝你的理解。

我的這篇博文，就是要說明有關概念及理論至今是一個尚在爭論的問題。

當然希望有人能用通俗的辦法把問題講清楚。


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作者：逍遙津

留言時間：2012-02-08 15:07:07

國王，沒錯吧，這種話題真眞打起架來，雙方就要使用另一種語言，不是中文，也不是英文，而是數學與方程了。就那也說不清。

從我個人看來，我喜歡愛因斯坦的＂定域論＂。你看我前幾天的跟帖還專門講到愛因斯坦的定域論在量子力學之外都是大獲全勝，就是不甘心。但是貝爾不等式在量子力學中不成立，對定域論是個打擊。當然，如果就此下結論說量子力學就是＂非局域的＂，也還為時過早。除了北大教授，其它世界各處都有人有不同看法，這很正常。

吹牛的話，尤其是外行記者的話，不用聽。基礎硏究往往離實際應用還差十萬八千里。什麼量子計算機、什麼量子通訊，都不排除吹牛作秀。

二十多年前硏究生時作＂光學多穩態＂理論及實驗，當時也有人吹是光計算機的突破，結果除了二百元人民帀和一份優秀碩士論文獎，至今我還在用＂電的＂計算機，和大家一樣。

目前，物理學沒有什麼突破了，大家都在補鍋，激動人心的日子早已過去。你若有興趣，那就不要管別人怎麼看，寫好了、算好了，上中、英文網上發。如果真是牛文，十年、幾十年後被人發現，你的帳科學界還是認的。搞科學的，在這一點上，比＂文人＂們要強。哈哈哈！


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作者：King

留言時間：2012-02-08 13:41:38

以下引用北大物理學院王國文教授關於Bell不等式的一篇博客論文：

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=212815&do=blog&id=271637

貝爾不等式的謬誤與禍害

[摘要：本文論證，貝爾不等式是杜撰的，用來判斷量子是否有實在性和定域性毫無意義，也不能用來檢驗量子態是否是真正的糾纏態。借所謂非定域性搞技術革命，肯定一事無成。]

先來編造一個幽默故事作為文章的引言。有一對米你雙胞患了重病，一位郎中A搞到大師B的一個“經典藥方”。不過採用有兩個條件，（1）患者客觀實在，（2）雙胞一方的診治不影響對方，也不受對方處境安排的影響。前者稱為實在性條件，後者稱為定域性條件，這兩個條件合理到可稱十足廢話。不料治療無效，大師B的經典藥方不容絲毫懷疑，因此郎中A斷言：這對雙胞必定缺少定域的實在性。從嚴格的邏輯分析看，這對雙胞只要缺實在性或缺定域性二者之一就治療無效，即如果他們不缺實在性，必缺定域性，反之，如果不缺定域性，那就必缺實在性。到底缺哪個，或二者皆缺，還是無法斷定的。後來，另有一位郎中G搞到大師L的一個不那麼經典的藥方，條件（1）同前，條件（2）有所放鬆，把“也不受對方處境安排的影響”改為“但會受對方處境安排的影響”。結果還是治療無效，大師L的藥方更不容懷疑，他還是諾獎得主吶，於是郎中G說，否定他們的定域性還不夠，還要否定他們的實在性。我們注意到，從邏輯上講，這些郎中從治療結果都未能否定非實在性和定域性的聯合。但是，郎中A還是“傾向於”承認非定域性和非實在性的聯合，叫喊這種治療無效敲響了愛因斯坦的定域實在論思想的喪鐘，宣稱實驗已經證實大自然存在非定域性（鬼魅隔空作用），預期這個深刻科學發現將帶來一場新的技術革命。

言歸正傳。文章標題所指的貝爾不等式起因於玻姆理論和EPR論證，約翰·貝爾說：“當考慮多於一個粒子時，研究導波理論[玻姆的量子勢理論]立即導致遠距離作用問題或‘非定域性’和愛因斯坦-波多爾斯基-羅森關聯。”EPR論證關繫到量子糾纏的解釋和量子力學的完備性問題。愛因斯坦的朋友卡爾·波普爾說：“愛因斯坦，波多爾斯基和羅森（EPR）的著名論文，以我之見（為愛因斯坦1950年所確認），是設計證實一個粒子可以同時具有位置和動量，作為反對哥本哈根詮釋。”三位作者相信物理實體客觀存在和量子力學描述的不完備性，他們認為：“雖然因此我們已經證明波函數不提供物理實在的完備描述，這樣的描述是否存在是尚待回答的問題。然而我們相信這樣的理論是可能的。”愛因斯坦在寫給馬克斯·玻恩的信中說：“我不能虔誠地相信[這量子理論]，因為它不能與這個思想調和，即物理應當表示時空中的實在，無鬼魅遠距作用。”1964年貝爾試圖引進潛變量對量子力學恢復定域因果性，他假設點粒子具有實在性和定域性，沿用經典統計方法，提出一個不等式，從而“證明”任何潛變量理論與量子力學不相容，即後人所稱的貝爾定理。他說：“‘定域因果性’的顯然定義在量子力學中行不通，而且這不能歸於那個理論的不完備性”。後來有四位物理學家提出貝爾不等式的一個變種，稱為CHSH不等式，適合於用光學實驗檢驗。他們考慮一對偏振糾纏光子，光子各經一個偏振器達到一個探測器，用一個符合計數器記錄這些探測器輸出信號的符合情況。設兩個偏振器的方向設置各為A和B，實驗可測量偏振關聯函數E(A,B)。偏振器方向的設置可以改變，可有(A,B)、(A,B')、(A',B)和(A',B')四種情形，他們推導出的不等式為：|E(A,B)-E(A,B')+E(A',B)+E(A',B')|的值小於等於2。若取A與B'的夾角為67.5度，其餘三種情形的夾角均為22.5度，則由量子力學預言的值為2乘根號2（近似2.828），這個值違反CHSH不等式（小於等於2）。阿萊恩·阿斯佩克特等實驗檢驗發現結果基本上符合量子力學預言，因此他們認定愛因斯坦的定域實在論思想是錯誤的。亨利·斯塔普稱貝爾在量子理論上的工作是“最深刻的科學發現”。日內瓦大學一位著名教授尼古拉·吉辛說：“我敢斷定，幾十年後，在高中里將教授貝爾不等式，因為它們的數學簡單性，它們作為科學方法例子的力量和它們對我們世界觀的巨大影響。”他聲稱：“我們有幸生活在物理學發現和探究大自然非定域特性的時代。與牛頓引力的非定域性相反，量子非定域性與我們永存。未來的科學史家們將把我們的時代描述為非定域性偉大發現的新紀元。”值得注意的是，2007年4月阿斯佩克特在Nature上的一篇文章中說：“我們可以選擇放棄[定域性和實在性]二個觀念之一或者甚至放棄二者，在邏輯上無必然的答案。”這裡他承認否定愛因斯坦的定域實在論思想不是由實驗結果得出的必然結論，其否定還需有別的理由。

安什尼·樂格特考慮放鬆定域性而保持實在性的可能性，在2003年提出特殊一類非定域潛變量理論和不等式，其中假設一方的探測設置會影響對方的測量結果，不管相距多遠。他發現這些理論和不等式與量子力學不符。2007年塞門·格羅勃拉齊爾等實驗檢驗發現結果違反樂格特不等式，他們的結論是：“我們的結果示意，放棄定域性觀念不足以與量子實驗一致，除非放棄某些直觀的實在論特徵。”我們注意到，CHSH不等式和樂格特不等式檢驗結果都未能否定定域非實在論。在格羅勃拉齊爾等的實驗檢驗之後，阿斯佩克特特意為同時放棄定域性和實在性做了辯護。他在2007年的文章中承認“對會受遠方事件影響的物理實在觀念感到不安。”他說：“在愛因斯坦的許多著作中，完備描述定域於時空的體系的態的物理實在觀念是清楚與相對論的不可能性相關，即物理實在不受遠方事件的瞬間影響。引用愛因斯坦的說法，逃避以定域實在論方式完善量子力學的必要性‘只靠假設S1的測量會（傳心術式的）改變S2的實在狀態，或只靠否定空間彼此分離東西的獨立實在情況，兩者挑一對我[愛因斯坦]似乎都是完全不能接受的’。”阿斯佩克特表示：“我傾向於接受上面示意的那種有益激發我想象力的非定域圖像，雖然我清楚知道這意味着要放棄我本來喜歡的那種實在論。”好一個“傾向”，他憑自己的傾向叫喊：“名為貝爾不等式的數學關係式的實驗違反敲響了量子力學中愛因斯坦的定域實在論思想的喪鐘。”看來，阿斯佩克特的理有點兒不夠直，氣倒還是很壯。

貝爾不等式和貝爾定理關繫到量子的本性，量子本性原是一個謎團。我們深受經典力學和經典電磁學的影響，因而面對量子現象和量子力學的數學形式覺得非常奇怪，以至不可思議。從量子力學問世，海森伯，玻恩和玻爾各提出不確定原理，波函數的幾率幅解釋和互補原理，有力地對抗經典物理成見對新理論及應用發展的有害影響。但是在這些原理底下，還是保留着經典點粒子的觀念，這種點粒子觀念引起許多謎團和佯謬，以致要靠否定微觀粒子的客觀實在性和因果律去表面協調。如講一個粒子既在這裡又在那裡，講時間不分先後、未來影響過去，講觀察者的知覺引起一個波函數瞬間坍縮成點，講相距無窮遠的糾纏粒子有神秘的瞬間感應，更有甚者，講薛定諤所嘲笑的既死又活的貓和觀察創造實在，真的，許多專家學者公然置簡單邏輯關繫於不顧，以“精神分裂”為時尚。愛因斯坦不信或不會相信此類鬼話，不愧為堅持科學精神的旗手。早在1938年，他和英費爾德在《物理學的進化》中就楊氏雙孔干涉理解困難寫道：“科學迫使我們創造新的觀念和新的理論。它們的任務是拆除那些常常阻礙科學向前發展的矛盾之牆。所有重要的科學觀念都是在[客觀]實在跟我們的理解之間發生劇烈衝突時誕生的。”他們認為：“最大部分的能量集中在實物之中；但是圍繞微粒的場也代表能量，不過數量特別微小而已。因此我們可以說：實物便是能量密度特別大的地方，場便是能量密度特別小的地方。但是如果是這樣的話，那麼實物和場之間的區別，與其說是定性的問題，倒不如說是定量的問題。”顯然他們期待對實物和場有一個綜合認識，這是解開量子謎團的關鍵。

現在我們已經有了對實物和場的綜合描述，即粒子性和波動性的綜合描述。數學上極其簡單，物理上直接了當，由無限多個“潛波”可以疊加出極窄的、不發散的、線性的波包--初級波包，其中與粒子動量和能量相關的特徵分量就是我們熟知的波函數，這種波包可以表示微觀粒子的完備態（實在態）。光脈衝和德布羅意波包是那些特徵分量疊加成的具發散性的次級波包，次級波包甚至可能是（准）空的，這在高度衰減束單光子探測實驗中常遇到。微觀粒子的初級波包模型意味着實在性、定域性、完備性和直觀性。這裡的潛波是量子實體的組成分，而不是參與平均的隨機潛變量，貝爾型隨機潛變量的統計學與量子力學不相容。量子干涉起源於這種波包的不含峰片對含峰片的作用，因而經典點粒子觀念反映對波包峰外部分的忽視。在未意識到初級波包之前，容易認為經典的粒子性與幾率幅表示的波動性是“互補的”。量子糾纏起源於這種波包的含峰片與其它波包的不含峰片恰好不可分離的疊合（融合）--定域糾纏，這種交疊是量子糾纏的真相和本質，而經典點粒子觀念反映對這種交疊的忽視，這種忽視導致“廉價地”用隔空作用（非定域性）來解釋量子糾纏，錯誤在於空實混淆、遠近顛倒。認為量子糾纏比量子干涉包含更深的奧秘、更神通廣大以及量子信息處理和量子力學基礎檢驗中出現的錯誤都源於此。必須強調，量子糾纏公式中粒子形式編號的非定域性，與波函數的疊加性和預言的幾率性一致，體現量子力學的內在一致性、正確性和描述的不完備性。量子實體（初級波包）大大不同於經典點粒子，量子幾率（玻恩幾率）大大不同於經典統計學中的幾率，因此不能不防範經典物理成見在我們頭腦里作祟。貝爾和樂格特推導的不等式都是根據經典的點粒子觀念和經典統計法，不管他們的數學推導多麼合理，至少對量子實體用這種統計法是沒有先驗理由的，不能默認為正確。既然量子力學是正確的，貝爾型不等式和樂格特不等式違反量子力學預言，正表明這些不等式本身是違背量子力學的杜撰，用它們來判斷量子是否有實在性和定域性是節外生枝，也不能用它們來檢驗量子態是否是真正糾纏態。說貝爾的工作使有可能設計真實實驗來檢驗EPR論證是無稽之談。

上述貝爾型不等式是關於二粒子糾纏的，後來被推廣到多粒子糾纏。貝爾型不等式常被視作糾纏態的可靠判據。早期工作失誤難免，不予置評，這裡只談較近的。例如，有一篇國際影響非常大的論文，中科大潘建偉組2003年發表的“四光子GHZ糾纏對定域實在論的實驗違背”，宣稱“在國際上首次完整驗證了四光子GHZ態對定域實在論的違背，首次證明了該種方法產生的態是真正的四光子GHZ態，為實現線性光學量子計算和量子密鑰共享提供了技術支持和安全保證。”他們的驗證用了四粒子貝爾型不等式（MABK不等式）。在那個實驗中，他們利用波函數坍縮玄妙機制，採用半透半反鏡和符合計數測量製備光子糾纏態。從量子糾纏的本質看，這種方法產生不了光子的糾纏態，而且，如上面所述，貝爾型不等式無助於檢驗某個量子態是否是真正糾纏態，因此這篇論文有雙重原則性錯誤。又在2005年的論文“五光子糾纏的實驗演示和終端開放量子隱形傳態”中，作者由“足以違背五粒子貝爾型不等式”的實驗資料做出結論：“因此測量結果清楚證明五粒子糾纏首次被觀察到。”糾纏粒子的確具有不可分離性，原來它是不同編號粒子的非空態與准空態融合體本身的不可分離性，而量子隱形傳態（隔空傳物）理論是依據子虛烏有的遠距不可分離性。因此連同隱形傳態的謬誤，這篇論文有三重原則性錯誤。還有，2007年發表的論文“六光子圖態的實驗糾纏”的作者也用半透半反鏡和符合計數測量製備光子糾纏態，不過為證實光子糾纏用了所謂“糾纏見證法”。順便指出，既非六光子糾纏，何來實現見證。見證算符關繫到密度矩陣的部分轉置，因為不同編號粒子的非空態與准空態的融合被錯誤理解為遠距（非定域）糾纏，則必然把同一編號粒子的遠距置換錯當作可執行的定域操作，因此這篇論文也有雙重原則性錯誤。最近（5月7日）潘建偉等在文章“多光子糾纏和干涉測量法”中宣稱：“貝爾證明量子力學與定域實在理論矛盾。他的著名定理是深刻的科學和哲學推斷。”文章說明他們還在編織借非定域性（鬼魅隔空作用）創造奇蹟的美夢。他們的那些錯誤都是對量子糾纏本質的誤解加上不嚴肅從事實驗工作所致，嚴肅的實驗和謹慎地下結論至少有助於發現認識上的錯誤，從而在迷途上幡然醒悟。在這裡做這樣的評論似乎不合“學術慣例”，有一位網友的話很有代表性：“發表潘的PRL，NATURE PHYSICS 的編委全瞎眼了，反倒不如北大物理學院的一個小小的王XX？”

常聽說阿斯佩克特等的實驗證明了非定域性和貝爾定理已被公認，這些說法不符合事實。現在，我們在這裡列出一些量子物理專家對貝爾不等式和貝爾定理的批評：
*穆爾敏（N. D. Mermin）：“魯道夫·佩爾斯爵士不相信貝爾定理證實了非定域性。”“對我來說，非定域性似乎為消除某些深深的困惑“太便宜地”提供了一條出路。”
*洛察克（G. Lochak）：“依我之見，貝爾不等式的實驗違反無關於所謂的“非定域性”或“非分離性”。這違反只不過表明量子幾率不是經典幾率！”
*德拜銳（W. De Baere）等：“首先，必須認為量子數學體系本身是完全定域的，意即在一個地方的測量結果統計不依賴於遠處另外的同時作用。並且，在所有現時有趣的量子場論中，對類空間隔(x-y的平方)，觀察量的對易子 [A(x),B(y)]等於零，這保證定域性。”
*佩雷斯（A. Peres）等：“貝爾定理並不意味着量子力學本身存在任何非定域性。特別是，相對論量子場論明顯是定域的。簡單而顯然的事實是，信息必須被量子化或不量化的物質攜帶。因此量子測量不允許任何信息傳送快於實驗中發射的粒子格林函數中出現的特徵速度。”
*阿德尼爾（G. Adenier）：“雖然證明貝爾不等式違反的實驗愈來愈準確和無漏洞，必須強調，不管如何地準確和接近理想，它們能證明的不外乎量子力學的有效性，而不是那定理的有效性。”
*貝尼（G. Bene）：“然而，我們堅持認為這樣的結論[分離體系能夠互相影響]在物理上不能被接受。定域性原理（或愛因斯坦分離性）在所有物理學分支中，甚至在量子物理中，包括最深奧的量子場論，我們已經用得很好。頗難相信它只在測量情形中失效。畢竟，測量只是兩個物理體系間的作用，其一是原子組成的宏觀測量器件，對它的結構和作用我們從量子力學有相當好的理解。無留給神秘非定域影響的餘地。”
*阿卡笛（L. Accardi）等：“我們證明定域條件與貝爾不等式不相關。我們檢查認為貝爾不等式的實際起源是經典（柯爾莫戈洛夫）幾率理論可應用於量子力學的假設。”
*散托斯（E. Santos）：“實際上至今被實驗上違反的所有不等式都不是單獨從實在論和定域性條件推導出的真正貝爾不等式，而是要求輔助假設推導出的不等式。頗為顯然，這種不等式的違反不能駁倒整個定域潛變量理論家族，而只是有限的家族，即滿足輔助條件的那一些。”“依我之見，錯誤信仰[定域潛變量理論已在實驗上被駁倒]影響的擴大是二十世紀物理史上最大的忽悠（delusions）之一。”
*譚天榮:“貝爾不等式可以追溯到一個顯然不成立的經典概率論的公式，而量子力學的自旋相關公式則可以追溯到一個已經被實驗證實的量子力學公式。由此可以得出結論：第一，貝爾得出的關於貝爾不等式與量子力學的自旋相關公式不能同時成立的數學結論，既與隱變量理論無關，也與定域性原理無關；第二，用實驗來判斷貝爾不等式與量子力學的自旋相關公式哪一個成立是不必要的。”“從經典概率論也可以導出某些量子力學的結論，因此不能不分皂白地斷言經典概率論不適用於微觀過程。但是，把經典概率論應用於微觀過程就像走鋼絲，一不小心就會失足摔倒，貝爾不等式就是一個例子。”

以上引用的是一面之詞，這裡引一條反面意見：
*polik（XYS網帖作者）：“王一方面通過否定量子力學目前容許的"非定域特徵"來批評"潘建偉研究組的工作"可能建立在脆弱的學理上，另一方面他又毫不顧忌地引入無絲毫實驗證據更為離奇的所謂"准空態"來解釋現有的實驗觀察，其大無畏精神必令堂吉柯德自嘆弗如。”“王所引用的那些質疑量子力學正統解釋的人和他們的話，都是邊緣人物或者極端少數觀點。不是說邊緣人物都有問題，但決不是邊緣人物的話就是對的。他引用的一些人根本就是一些熟知的民科水平的大嘴巴學者。再如，他引用這些國際民科的話說:"貝爾不等式實驗檢驗的違反只表明經典統計法不適用於推導量子力學的預言"以及德布羅意基金會前主席洛察克（G. Lochak）說"依我之見，貝爾不等式的實驗違反無關於所謂的'非定域性'或'非分離性'。這違反只不過表明量子幾率不是經典幾率!"請問：能否給出所謂"量子概率"的定義？如何用它理解Bell定理？再說，這些話與王推崇的"准空態"和"潛波"有何關連？”

貝爾以為自己考慮的潛變量類型已窮盡一切，但是，貝爾從未意識到由無限多個“潛波”疊加出不發散波包（初級波包）描述量子的可能性，符合相對論因果性的“潛波”的補充與量子力學是完全相容的，即單次測量的結果由初級波包確定，而玻恩幾率是由波包中與力學量相關的特徵分量（波函數）的模平方決定。還有，一對形式編號為1和2的糾纏粒子關繫到四個態，某一時刻必有兩個態是准空的，幼兒都明白兩塊糖與四個裝糖小盒的數目關係，因此這種糾纏自然可以解釋為編號1粒子的准空態與編號2粒子的非空態不可分離的融合，即形成融合體S1和S2，但兩個非空態（或准空態）間無遠距關聯，絕無隔空聯動效應，即量子糾纏完全是定域的，貝爾也不識量子糾纏的這個真相和本質。由此判斷“任何定域潛變量理論與量子力學不相容”是一個偽定理。說來好似廢話，承認客體存在、區分態的空實、理順態的遠近，是擺脫“鬼魅纏身、精神分裂”的良方。與愛因斯坦的定域實在論思想一致，筆者斷然認為，從玻爾和海森伯等否認量子的客觀實在性和因果律，玻姆“發現”量子行為的非定域性，貝爾型不等式和其實驗檢驗否定愛因斯坦的定域實在論思想，到隔空傳態（傳物）理論問世和“實驗實現”，是從一連串錯誤觀念和錯誤理論到有意無意編造虛假實驗結果的歷程。的確實驗事實最有說服力，但這也是真的，難以識破的虛假實驗結果也頗有迷惑力，甚至能迷倒某些諾貝爾獎得主，不用說某些刊物的主編了。反而外行和百姓不易被神出鬼沒、隔空傳物的故事所忽悠，量子力學專家怎麼倒成了科盲。

早於EPR的論文三年，馮諾依曼在他1932年的書中給出了潛變量不可能性的首個“證明”，聲稱：“應當指出，我們無需進一步去研究“潛參數”的機制，因為我們現在知道量子力學確立的結果從未能藉助它推導出來。”貝爾反對他的證明說：“然而馮諾依曼的證明，如果真的去抓住它，會在你手中瓦解！一無所有，不但搞錯了，而且很愚蠢！”現在我們無需用同樣的話去批評貝爾的定域潛變量不可能性的證明，畢竟都是理論探討。阿斯佩克特等的實驗是有益的，但是他帶有個人傾向的結論“名為貝爾不等式的數學關係式的實驗違反敲響了量子力學中愛因斯坦的定域實在論思想的喪鐘”荒謬至極，此類打着實驗證明旗號的結論把量子信息科學研究引向歧途，如錯誤地把非定域性看作是量子信息處理的物理資源，號召借非定域性這種神秘力量掀起“第二次量子革命”。最驚人的是“量子巫術”登上科學舞台，先有隔空傳態（傳物）理論，接着破天荒地“實驗實現”，隨之出現它的技術和應用開發熱潮。借所謂非定域性（鬼魅隔空作用）搞技術革命，只能搞巫術表演，肯定一事無成。遺憾的是，國內外有大批人還在空耗納稅人的巨額錢財以及不斷以自欺欺人的成果震驚世界。看來，貝爾不等式的後果極為嚴重，禍害不淺！貝爾定理被捧成教條和愛因斯坦的定域實在論思想被否定實為科學史上最愚蠢之舉。

（作者：王國文，北京大學物理學院）


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作者：King

留言時間：2012-02-08 10:47:42

謝謝逍遙津先生提供的詳細信息。

至於國內的一些研究試驗，太複雜的我不敢妄加評判。但最基本的一個，也即是世界上知名的16公里量子隱形傳態試驗中，稱用儀器檢測或製造出了光子對的4個Bell態（這裡無法貼上該試驗儀器的示意圖，並不複雜在我的論文中有拷貝）。是否真的是這樣？我在論文中公開提出了質疑。

當然，我想你也了解國內學術界對有關問題是存在爭議的，例如北大物理系王國文教授就有多篇文章對潘建偉等的工作提出公開質疑，不知您是如何看待這些爭議的。

我的有關論文，除公布在科學網，也已發給了國內不少院士及有關專家。至今尚未見到具體意見。

不知您對4個Bell態的真實物理意義有何見解？


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作者：逍遙津

留言時間：2012-02-08 10:03:01

這種事情不適合在此處細究，不是三言而語說得清的。其實國內有很多人在做。科大二系郭光燦（現中科院院士）治下的一個所好象就是專干此事的。去年有一篇報導。你若在國內不妨去查查他們的工作，或寄email，和他們取得聯繫。

"記者從中國科技大學獲悉，該校合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部最近通過實驗，成功製備出超糾纏光子薛定諤貓態，糾纏量子比特數目最高達到十個，再次刷新了糾纏態製備的世界紀錄。此前的最大光子薛定諤貓態是六個光量子比特的糾纏態，也是這個研究部創造的。同時，該工作還演示了薛定諤貓態在超精細位相測量方向的應用。

這項研究成果發表在今年5月出版的國際學術期刊《自然—物理學》上。審稿人認為，這是一個“實驗傑作，在光學量子計算和量子度量學方面有着重要意義”。這一成果表明我國在多粒子糾纏研究領域繼續保持國際領先水平。

據該研究小組陳增兵教授介紹，量子糾纏是量子信息處理中的核心“資源”，是研製具有超級計算能力的量子計算機和絕對保密的量子通訊的基礎。因此，該領域的研究國際競爭非常激烈。2000年，美國國家標準局在離子阱系統上實現了四離子的糾纏態。2004年，合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部的研究人員打破了這一紀錄，在國際上首次成功實現五光子糾纏的操縱。2005年底，美國國家標準局和奧地利因斯布魯克小組分別宣布實現了六個和八個離子的糾纏態，並且一直保持着這個紀錄。

如何進一步高效地擴展糾纏量子比特數目，成為量子信息研究領域的嚴峻挑戰。中國科大潘建偉、陳增兵、彭承志等研究人員認識到，光子具有多種量子自由度，每個量子自由度在合適的條件下都有可能當做一個量子比特，理論上這些不同的自由度之間也可以形成糾纏，即所謂的“超糾纏”——某個光子的兩個自由度可以同時與另外某個光子的兩個自由度糾纏起來，從而可以把一個光子當成兩個量子比特用。該想法提供了一種有效擴大量子糾纏這一重要資源的途徑。隨後，實驗小組開展了細緻的探索，完美地實現了由五個光子極化狀態和空間狀態相干疊加形成的十個量子比特薛定諤貓態，並在此基礎上演示了基於糾纏的相位超精細分辨。

該成果已引起國際學術界的廣泛關注。歐洲物理學會新聞網站以《物理學家建立糾纏新紀錄》為題具體報道了這一工作，稱讚它是“發展實用性量子計算機的重要突破”。

薛定諤貓態的概念來自量子力學的奠基人之一薛定諤在1935年提出的一個著名的佯謬：箱子裡面有一隻貓可以同時處於死和活的狀態。儘管這種薛定諤貓態在宏觀世界並不存在，卻存在於微觀的量子世界中，並且科學家可以用光子或原子等來製造這樣的狀態。兩個和兩個以上量子比特的貓態就是糾纏態。"


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