哈代悖论终于得到证实：里程碑式的实验动摇了局部现实主义

中国研究人员首次实现了哈代悖论的无漏洞测试，为量子非定域性提供了令人信服的证据，推动了量子技术的发展。

由中国科学院中国科学技术大学潘建伟、张强、陈凯教授带领的中国科学院中国科学技术大学研究团队，与南开大学陈静玲教授合作，首次实现了对哈代悖论的无漏洞检验。该团队成功地证明了Hardy的非定域性，填补了检测效率漏洞和定域性漏洞。他们的研究结果作为编辑建议发表在《物理评论快报》上。

哈代悖论是由吕西安·哈代（Lucien Hardy）在20世纪90年代提出的，它提供了对局部现实主义的一种简化检验。局部现实主义是一种经典观点，认为物理特性独立于观测而存在，没有任何信号能超过光速。这一悖论揭示了量子力学与局部实在论之间的冲突，证明了在三个“哈代事件”为零概率的特定条件下，量子力学预测了第四个事件的非零概率，这与局部实在论相矛盾。

检验哈代悖论的挑战

先前的实验面临两个主要挑战：局域性漏洞（测量选择可能影响结果）和检测效率漏洞（由于光学损耗）。

为了解决局域性漏洞，研究人员精心设计了一个时空实验装置，以确保测量选择与纠缠态准备和光子探测分开。这种配置排除了测量设置受结果影响的任何可能性，从而消除了局域性漏洞。

解决局域性和检测效率漏洞

为了解决检测效率的漏洞，本研究采用了高达82.2%的检测效率，大大减轻了光损耗的影响。此外，用于选择测量设置的高速量子随机数生成器的集成引入了真正的随机性元素，防止了任何潜在的局部隐藏变量的操纵。通过将未检测到的事件和双事件结合到他们的分析中，通过Hardy不等式的改进形式，研究人员有效地填补了检测效率的漏洞，提出了一个强大的实验框架，这是对量子物理学领域的重大贡献。

最后，经过6个多小时的实验，证明了对哈代悖论的严重违反，在43.2亿次试验中，显著性水平高达5个标准差。零假设检验证实，通过局部实在性解释结果的概率小于10-16348，为支持量子非局域性提供了令人信服的证据。

该研究加深了我们对量子力学的理解，对量子密钥分发和量子随机数认证等量子技术的发展具有重要意义。它标志着量子物理学的一个进步，提供了量子非定域性的新证据，为未来的量子信息技术铺平了道路。该研究的评审人员高度赞扬了这项工作，指出“实验结果，以及反对局部现实主义的量化证据，令人印象深刻。”

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