12月20日，美国物理学会（APS）旗下的Physics网站公布了2022年的国际物理学领域的十项重大进展（“Highlights of the Year”）[1]，回顾了今年国际范围内取得的代表性科研成果。中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等和南方科技大学范靖云等完成的实数量子力学检验系列实验也被APS纳入其中。 值得一提的是，这是潘建伟团队第二年入选APS十大进展了。2021年，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、陆朝阳等完成的“祖冲之二号”和“九章二号”量子计算优越性实验成功入选年度十大进展。 01 量子力学不是实数的 写入量子薛定谔方程的是虚数i，这意味着方程的解可以是复数值。但是复数只是数学上的工具吗？能否仅基于实数来发展量子理论？长期以来，一些物理学家确实争辩说，实值量子力学可以给出与传统量子力学相同的预测，但2022年，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队和南方科技大学范靖云团队独立地实验排除了实数形式的标准量子力学。 如下图所示，Alice、Bob和Charlie三方进行类似贝尔不等式的实验。两个源分别在Alice和Bob以及Bob和Charlie之间分发纠缠的量子比特。每一方从一组可能性中独立选择对其量子比特进行的测量。由于源是独立的，因此发送给Alice和Charlie的量子比特最初是不相关的。Bob从两个源接收一个量子比特，通过执行贝尔态测量，他在Alice和Charlie的量子比特之间生成纠缠，即使这些量子比特从未相互作用——这个过程称为“纠缠交换”(entanglement swapping)。