纯干货！听郭光灿院士解密五大量子现象（内含珍贵视频资源）

量子力学诞生一百多年来取得了巨大的成功，造就了人类迈进信息时代的辉煌，但是关于量子力学的基本问题一直争论不休。

其原因之一是人们仅能采用经典工具来研究量子系统。量子信息诞生后，人们可以使用量子工具来研究量子现象。用量子钥匙打量子世界大门，有望揭开量子的奥秘。光量子技术就是其中一把有用的量子钥匙。

在8月10日中国光学学会学术大会的开幕式上，本源量子科学顾问、中国科学院郭光灿院士发表了《光量子实验平台上的若干新颖量子现象》报告。

详细讲解了光量子实验平台上的五个新颖的量子现象，分别为光子波粒二象性的实验研究、杨氏双缝实验中which way实验、新型的海森堡不确定关系、PT对称理论的实验验证、“薛定谔的猫如何死亡”的实验研究。

郭院士首先介绍了量子力学历史上著名的关于光子本性的论战。

所有的微观粒子，同时具有波动性和粒子性，这件事情从一开始就非常让人难以理解。为什么同一个微观粒子，它能同时具有两种非常不同的性质呢？

以玻尔为首的哥本哈根学派提出“互补原理”来解释，任何一个量子实体，都具有二重性质，即“波粒二象性”。

当用测量粒子的手段和用测量波的手段分别去测量光时，它将表现分别出粒子性和波动性，且波动性和粒子性不能同时表现出来。

物理学界也曾提出过其它的理论来解释光的性质，例如隐参数理论。不过，近年来基于延迟选择的双缝干涉实验否定了隐参数理论的解释，再次支持了玻尔的互补原理。

郭光灿院士展示了他们关于此问题的一项研究成果，研究团队在延迟选择实验中抛弃了以往采用经典方式切换探测波动性和粒子性的方案，而引入量子方式，构造了一个叠加态作为量子控制开关，因此能够同时进行波动性和粒子性的探测。

实验结果表明光子可以处于波动性和粒子性的叠加态，并且可以表现出波动性和粒子性的干涉。这表明光既不是波也不是粒子，但同时又是波又是粒子，这种将光的波动性和粒子性同时表现出来的结果，第一次从实验上对玻尔的互补原理提出了质疑。

同期Nature Photonics杂志的News and Views栏目专文评价它“挑战了互补原理设定的传统界限”。

随后，郭光灿院士依次介绍了杨氏双缝实验中which way实验、新型的海森堡不确定关系、PT对称理论的实验验证、“薛定谔的猫如何死亡”的实验研究。

他表示，光量子技术确实是揭示量子世界奥秘的有用工具，我们以上的研究让我们加深了对量子世界的基本理解。但物理学的大厦尚未建成，经典物理和量子物理之间还存在许多空白，有待年轻人去探索和填充。

欲了解更多郭光灿院士报告内容，关注本源量子公众号，在对话框发送“报告”，即可获得完整版报告录像。

本文主要内容来自郭光灿院士视频转录

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