Китайские ученые подтвердили парадокс Харди в квантовой физике

Китайские ученые подтвердили парадокс Харди в квантовой физике

Китайские ученые впервые провели эксперимент, подтверждающий парадокс Харди без каких-либо лазеек, что стало важным шагом в квантовой физике и развитии квантовых технологий.

Исследовательская группа из Университета науки и технологий Китая под руководством профессоров Цзяньвэя Пана, Цяна Чжана и Кая Чэня в сотрудничестве с Чэнь Цзинлин из Нанькайского университета успешно продемонстрировала нелокальность Харди, закрыв как лазейку эффективности детектирования, так и лазейку локальности. Результаты их работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Парадокс Харди, предложенный Люсьеном Харди в 1990-х годах, предлагает упрощенный тест локального реализма - классической идеи о том, что физические свойства существуют независимо от наблюдения, а никакие сигналы не превышают скорость света. Этот парадокс демонстрирует противоречие между квантовой механикой и локальным реализмом.

Экспериментальное подтверждение парадокса Харди было сложной задачей из-за низкой вероятности ключевого события и необходимости высокой точности измерений. Предыдущие эксперименты сталкивались с двумя основными проблемами: лазейкой локальности и лазейкой эффективности детектирования.

Для решения проблемы лазейки локальности исследователи тщательно разработали пространственно-временную экспериментальную установку, которая гарантировала, что выбор измерений был пространственно-подобно отделен как от приготовления запутанных состояний, так и от детектирования фотонов. 

Для решения проблемы лазейки эффективности детектирования в исследовании использовалась высокая эффективность детектирования 82,2%. Кроме того, интеграция высокоскоростных квантовых генераторов случайных чисел для выбора настроек измерения ввела элемент истинной случайности.

Эксперимент, проведенный в течение шести часов, продемонстрировал сильное нарушение парадокса Харди с уровнем значимости до 5 стандартных отклонений в 4,32 миллиарда испытаний. Тест нулевой гипотезы подтвердил, что вероятность объяснения результатов с помощью локального реализма составляет менее 10^-16348, что является убедительным доказательством в пользу квантовой нелокальности,.