q**w
发帖数: 782 | 1 近日，中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组首
次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，极大地丰富了人们对
玻尔互补原理的理解。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上，英国
著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波
-粒叠加》为题撰文评述了这一研究成果。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题
在《研究高亮》栏目报道了该成果。
光是什么？这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的，比
如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的
互补原理，即光具有波粒二象性，波动性和粒子性这两种属性即对立又互补，一个实验
中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中
，单个光子被第一个分束器分到两个路径上，在第二个分束器所在位置重合。如果我们
选择加入第二个分束器，则构成干涉仪，有干涉条纹，观测到波动性，反之如果我们选
择不加第二个分束器，则不能构成干涉仪，没有干涉条纹，观测到的是粒子性。马赫-
曾德干涉实验是可以用量子力学解释的。
然而存在一种隐变量理论认为，光子是有自由意志的，在进入干涉仪之前光子就察觉到
有没有第二个分束器，然后光子根据它察觉到的信息决定自己经过第一个分束器的方式
，从而展现粒子性或波动性。为了检验这种隐变量理论和量子力学孰是孰非，玻尔的学
生惠勒于1978年提出了著名的延迟选择实验，即实验者延迟到光子已经完全经过第一个
分束器之后再选择加不加第二个分束器。
在经典的惠勒延迟选择实验中，探测光的波动性和粒子性的实验装置，即加与不加第二
个分束器，是相互排斥的，因此光的波动性和粒子性不能够同时展现出来。李传锋研究
组设计出了量子实验装置，巧妙地利用偏振比特的辅助来控制测量装置，使得测量装置
处于探测波动性与探测粒子性的两种对立状态的量子叠加态上。他们利用自组织量子点
产生的确定性单光子源作为输入，实现了量子的惠勒延迟选择实验，排除了光子有自由
意志的假设，并首次观测到了光的波动态与粒子态的量子叠加状态。实验结果显示，处
于波粒叠加态上的光子，既不象普通的粒子态那样没有干涉条纹，也不象普通的波动态
那样表现出标准的正弦形干涉条纹，而是展现出锯齿形条纹这样一种“非波非粒，亦波
亦粒”的表现形式。
《波-粒叠加》一文高度评价这项工作：“量子惠勒延迟选择实验的实现挑战互补原理
设定的传统界限，在一个实验装置中展示光子可以在波动和粒子两种行为之间相干地振
荡”。《选择的问题》一文则评价该成果“重新定义了波粒二象性的概念”。
量子实验装置的引入，使得人们可以从一个全新的视角来观察世界，就好像给我们安上
了一双“量子的眼睛”，能够看到经典探测装置观察不到的物理现象。此项研究工作拓
展和加深了人们对玻尔互补原理的理解，揭示了互补原理和叠加原理间的深层次关系，
也使得人们对“光是什么”这个萦绕千年的问题有了更进一步的理解。
该项研究受到科技部和国家自然科学基金委的资助。 |
q**w
发帖数: 782 | 2 究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上，英国著名量子物理学家Adesso
教授和Girolami教授在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波-粒叠加》为题撰文评述
了这一研究成果。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题在《研究高亮》栏目报
道了该成果。
【在 q**w 的大作中提到】
: 近日，中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组首
: 次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，极大地丰富了人们对
: 玻尔互补原理的理解。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上，英国
: 著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波
: -粒叠加》为题撰文评述了这一研究成果。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题
: 在《研究高亮》栏目报道了该成果。
: 光是什么？这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的，比
: 如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的
: 互补原理，即光具有波粒二象性，波动性和粒子性这两种属性即对立又互补，一个实验
: 中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中
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j**u
发帖数: 6059 | 3 听起来很牛的样子
【在 q**w 的大作中提到】
: 近日，中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组首
: 次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，极大地丰富了人们对
: 玻尔互补原理的理解。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上，英国
: 著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波
: -粒叠加》为题撰文评述了这一研究成果。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题
: 在《研究高亮》栏目报道了该成果。
: 光是什么？这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的，比
: 如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的
: 互补原理，即光具有波粒二象性，波动性和粒子性这两种属性即对立又互补，一个实验
: 中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中
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s******y
发帖数: 28562 | 4 天哪，这个结果听起来很难理解啊，而且这个新闻稿听起来怎么这么民科啊？
光子居然都有自己的意志了？难道三体发来的智子真的来临了？
哪位物理大牛解释一下？
幸好这个结果给光子的自由意志这个假说进行了否定，不然的话国内的民科们就该蠢蠢
欲动乱发理论了。
【在 q**w 的大作中提到】
: 近日，中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组首
: 次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，极大地丰富了人们对
: 玻尔互补原理的理解。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上，英国
: 著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波
: -粒叠加》为题撰文评述了这一研究成果。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题
: 在《研究高亮》栏目报道了该成果。
: 光是什么？这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的，比
: 如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的
: 互补原理，即光具有波粒二象性，波动性和粒子性这两种属性即对立又互补，一个实验
: 中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中
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n********o
发帖数: 406 | 5 这个实验就是否定了波姆的量子隐变量理论，否定了爱因斯坦的“量子理论是不完备理
论”的解释，继续支持了哥本哈根量子诠释。算是对老实验的一个改进和补充，没啥新
东西的发现。
作为实验，还是挺不错的，支持一下，我记得难点就是单光子光源的控制实现以及结果
测量吧。。。
【在 s******y 的大作中提到】
: 天哪，这个结果听起来很难理解啊，而且这个新闻稿听起来怎么这么民科啊？
: 光子居然都有自己的意志了？难道三体发来的智子真的来临了？
: 哪位物理大牛解释一下？
: 幸好这个结果给光子的自由意志这个假说进行了否定，不然的话国内的民科们就该蠢蠢
: 欲动乱发理论了。
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s******y
发帖数: 28562 | 6 恩，谢谢，这么听起来比较make sense.
这个隐变量说法的引入，是不是因为以前大家都没有直接观察到波粒二重性，
而是在不同的观察方法下，要么是波，要么是粒，所以有人认为可能是其中有
我们还不理解的隐变量，而测量方法的选择导致了那个隐变量的崩塌而出现
波或者粒的状态？（不然的话那个什么自由意志实在是超越了我对物理的理解）
这个实验貌似是首次直接观察到光子既是波也是粒的一个中间状态，所以就证伪
了那个隐变量假说？
如果是这样的话，虽然没有在理论上有新的发现（物理学上现在很难有什么
理论突破了吧？）但是在实验物理学上还是很有意义的吧？
我不是学物理的，如果理解不正确请多指教啊 :)
【在 n********o 的大作中提到】
: 这个实验就是否定了波姆的量子隐变量理论，否定了爱因斯坦的“量子理论是不完备理
: 论”的解释，继续支持了哥本哈根量子诠释。算是对老实验的一个改进和补充，没啥新
: 东西的发现。
: 作为实验，还是挺不错的，支持一下，我记得难点就是单光子光源的控制实现以及结果
: 测量吧。。。
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s******y
发帖数: 28562 | 7 对了，老郭的组和小潘的组到底是什么关系啊？是不是就是纯粹的竞争关系？
还是各做各的？
虽然在同一个学校里，做的也很类似，但是貌似很少看见他们合作发文章。
当然他们两摊子的人水平都很高就是了。貌似老郭更偏光学一些而小潘更偏量子一些？ |
r*g
发帖数: 3159 | 8 能进教科书的实验。
【在 q**w 的大作中提到】
: 近日，中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组首
: 次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，极大地丰富了人们对
: 玻尔互补原理的理解。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上，英国
: 著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波
: -粒叠加》为题撰文评述了这一研究成果。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题
: 在《研究高亮》栏目报道了该成果。
: 光是什么？这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的，比
: 如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的
: 互补原理，即光具有波粒二象性，波动性和粒子性这两种属性即对立又互补，一个实验
: 中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中
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A***g
发帖数: 1816 | 9 我怎么记得类似的实验，以前已经做过了。这个就是延迟选择啊。 |
a***e
发帖数: 27968 | 10 延迟实验假设单个光子透过一个半反镜是个存概率事件，
在隐变量决定论里，这个假设可能是不成立的
这些实验证实的是量子理论目前的解释是自恰的，否定隐变量还有难度
【在 n********o 的大作中提到】
: 这个实验就是否定了波姆的量子隐变量理论，否定了爱因斯坦的“量子理论是不完备理
: 论”的解释，继续支持了哥本哈根量子诠释。算是对老实验的一个改进和补充，没啥新
: 东西的发现。
: 作为实验，还是挺不错的，支持一下，我记得难点就是单光子光源的控制实现以及结果
: 测量吧。。。
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