两个方向亦然(选择相反的坐标系,只是为了表述更方便一点。因而粒子的自旋是反相关的,我们用相反的坐标系,就可以用正相关来描述)。
这样一来,当他们同时选择在X方向上进行自旋测量时,它们得到的结果就是完全相同的(同时向上或同时向下),YZ亦然。
现在,我们不停地把纠缠粒子对发给Bob和Alice,他们分别随机选择某一个方向来观察自旋,分别得到的结果必然是「向上」或「向下」两者之一。
我们来看看两个人得到结果有多少是相同的,又有多少是相反的。
如果是定域隐变量成立,那么贝尔不等式必须成立。
实验的过程当然不像上面那么简单,但是大致的道理是类似的。
无外乎产生大量的纠缠粒子。
接着把纠缠粒子,分别送到两个足够远距离的地方。
再在两边,分别随机地挑选两个测量方式,对其进行测量。
每一次测量得到一个结果。
最后我们就可以从大量的结果中,来比较它们的相关性了。
这个过程的道理看起来似乎很明白,但是实验中却涉及相当复杂的实验技术,有很多的难点。
诸如纠缠粒子的产生和筛选,纠缠状态的保持(纠缠极容易被破坏掉),测量的具体方案,如何确认关联性等等一系列问题。
并且,还要注意实验的设计中不要有所谓的漏洞(loophole)。
从最初的贝尔实验开始,人们不断地发现实验过程中的loophole。
现在看,主要的漏洞有三种。
也就是所谓的定域性漏洞(localityloophole),测量漏洞(detectionloophole),以及自由意志漏洞(freewillloophole)。
我无意对这些loophole做详尽的解释,为何它们会成为使得实验结果不可靠。
这涉及到很多理论计算以及对实验具体过程的分析。
有大佬们做出很详细的解释了,我就不再狗尾续貂。
这里只大概说一下它们是什么东西,有严谨强迫症的人可以跳过了。
localityloophole指的是,当我们对纠缠粒子对进行测量的时候,它们有可能会以其他的方式来传递信息。
于是,即使是我们发现测量结果的相关性,也不一定意味着它来自量子纠缠。
因此,我们必须要让粒子对相聚足够「远」,使得测量完成之前,都不可能有什么信息影响到对方——哪怕这种信息传递的速度是光速。
detectionloophole指的是,测量过程中会有效率的。
如果我们无法对所有的粒子对进行测量,那么我们只是测量了大量样本中的一部分。