Bell不等式和Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式

曹正军

       John Stewart Bell (1928---1990), 北爱尔兰人, 1956年获伯明翰大学博士学位, 后就职于瑞士日内瓦的CERN. 1988年获狄拉克奖. 主要业绩包括Bell不等式、特殊相对论等.

      Bell不等式和Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式一直是学界的焦点, 如何认识它们的科学价值呢? 本文介绍的内容都有公开资料可供查询, 观点与个别学科的主流意见相左. 至于孰是孰非, 也只有时间能作出进一步的评判.

      验证量子纠缠现象的理论依据是Bell不等式, 它是由Bell在1964年发现的.  探究Bell不等式的重要性, 必须弄明白两点: (I) 建立Bell不等式的数学论证是可信的吗?  (II) Bell不等式反映的物理现象与EPR思想实验是吻合的吗? 过去几十年, 关于后者有很多争论. 在这里, 我们只关注Bell不等式的数学论证部分.

        这样一个平凡的数学习题不依赖于任何物理解释!

备注:  John Clauser (1942---), 美国人, 1969年获哥伦比亚大学博士学位. Alain Aspect (1947---), 法国人, 法国国家科学研究中心教授.  Anton Zeilinger (1945---), 奥地利人, 维也纳大学教授. 因为在量子纠缠方面所做的工作, 三人于2010获沃尔夫物理学奖.  1981年, Aspect等人宣称实验结果违背了Bell不等式, 支持了哥本哈根学派的观点, 认为两个粒子的纠缠态是客观存在的. 1990年, Zeilinger等人进一步宣称发现了三个粒子的纠缠态. 他们的实验基础都是Bell不等式和Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式.  

      关于量子纠缠, 从最初的实验到现在已经空转四十年啦, 读者的猎奇心理也在一步步地消失. 故事接下来该怎么讲呢? 如果介入计算与通讯这些实实在在的科技行业, 那么介入越深, 真相就会越清晰. 

本文摘自作者的书稿《现代密码算法概论》