验证量子力学，中国纠缠交换光量子网络实验成功

据业内消息，近日中国-济南量子技术研究院的张强/江扬帆与中科大的潘建伟院士团队合作，实现了国际上首次在关闭了定域性、测量独立性以及纠缠源独立性等漏洞的基础上，利用纠缠交换光量子网络对实数形式的量子力学进行了检验，并以大于5.3个标准差的实验精度验证了量子力学中复数的必要性，同时在《Physical Review Letters》上发表了相关研究成果。

量子力学(Quantum Mechanics)是非常著名的物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。

量子力学和相对论一起构成了现代物理学的理论基础，量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

19世纪尾页，科学家们发现当时现有的经典理论无法解释微观系统，于是在众多物理学家的研究下，上一个世纪创立了量子力学，并通过量子力学解释了这些现象。

量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解，除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述。

数学是物理的基石，在数学里负数的平方根是虚数，虚数与实数构成复数的概念，虚数由著名数学家笛卡尔创立，其引入使得数学成为了处理复杂物理问题的一种强大的工具。奥地利理论物理学家、量子力学奠基人之一薛定谔将虚数引入波动方程，用来描述粒子的量子行为。

虽然薛定谔提出的波函数是复数形式，但粒子出现的概率是实数，量子物理是否确实需要复数的参与这个话题似乎薛定谔本人也并不十分确定，甚至包括薛定谔在内的一些物理学家试图将量子理论实数化。

毕竟物理学是一门以实验为论证依据的学科，任何推测要想正是必不可少的就是实验结果支撑。因此为了更加严谨地检验复数的客观存在性，济南量子技术研究院与中科大合作的研究团队严格遵守定域条件，在五节点纠缠交换光量子网络的基础上，利用网络中的相互独立的两个纠缠源产生独立纠缠光子对，分别分发至远处的三个参与者进行高速随机的光子测量操作。

最后实验结果用大于5.3个标准差的精度超过了实数形式的量子力学预测结果，成功验证了量子力学中的复数并不像包括薛定谔在内的一种物理学家所想的辅助计算，而是在量子力学中拥有无法忽视的物理意义。