处于量子纠缠态的粒子之间发生“心灵感应”需要多快速度？最近，中国科学家给出了答案：在所有相对地球以千分之一光速或更低速度运行惯性参照系中，至少为光速的一万倍。最近，由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的自由空间量子通信团队的彭承志、张强研究小组，在国际上首次成功实现了无局域性漏洞的量子纠缠关联塌缩的速度下限测量。该研究成果发表在近日出版的《物理评论快报》上。
1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森在一篇合作的文章中提出了著名的EPR佯谬。他们从量子力学基本原理出发，指出在多粒子量子系统中，存在一种奇特的关联，这种关联无法通过粒子的共同历史、经典通信和相互作用等常见的因果关系来解释，于是他们称这种关联为“幽灵式超距作用”。这个所谓的“幽灵式超距作用”就是当下被称为“量子纠缠”的前沿研究领域。通俗而言，即一对具有量子纠缠态的粒子，即使隔着一个太阳系，当其中一个状态改变时，另一个状态也会即刻发生相应改变，它们之间仿佛拥有神秘的“心灵感应”一般。
EPR佯谬自提出至今已经七十多年，量子纠缠已经广泛应用于量子力学基础检验、量子保密通信、量子计算和量子精密测量等各个领域，然而量子纠缠关联塌缩的速度到底是多少这一问题仍然没有得到解决。
近年来，不少实验都试图测量量子纠缠关联塌缩的速度下限。但是，所有这些实验都存在局域和自由基矢选择两个漏洞，以致以前所有的实验都无法真正证明其中存在量子纠缠，从而其对纠缠关联塌缩速度的测量就失去了严格的意义。
在青海湖外场实验基地，潘建伟团队选取了地球上纬度严格一致的东西方向两个地点设置类空间隔的测量事件，同时加入随机数控制的主动基矢选择，通过连续测量12小时Bell破缺，遍历了地球同步的所有参照系，实现了无局域性漏洞的纠缠关联塌缩的速度下限测量。结果表明，在所有相对地球以千分之一光速或更低速度运行惯性参照系中，量子纠缠关联塌缩的速度下限为光速的一万倍。
该成果的取得，一方面标志着我国在自由空间量子物理实验领域保持着国际领先地位，另一方面也为未来基于量子科学实验卫星进行大尺度量子理论基础检验，以及探索如何融合量子理论与爱因斯坦广义相对论奠定了必要的技术基础。
来源：《文汇报》 2013-07-25 07版
