物理学里程碑，超导线路首次实现无漏洞贝尔不等式违反

首次，量子超导线路通过贝尔测试，这是物理学中确认系统量子行为的首要测试，证明了在相距30 米的距离上，量子比特纠缠在一起。该研究将超导量子比特技术推向了新的极限，同时是量子物理学的一个重大里程碑。相关研究已发表于《Nature》。

量子物理学的试金石，贝尔测试

当两个粒子纠缠在一起时，测量一个粒子的特性会立即影响另一个粒子的测量特性，这就是所谓的非局域（Nonlocal）相关性。当这种情况发生时，意味着纠缠效应必须比光速传播得更快（直觉上）。对这种奇怪的量子效应的测试称为贝尔不等式测试（简称贝尔测试，Bell test），它限制了粒子在没有实际纠缠的情况下偶然达到相同状态的频率。

若违反贝尔不等式，则证明一对粒子纠缠在一起。贝尔测试已在许多系统中进行，但从未在超导线路中进行过。为了进行测试，两个纠缠系统必须相距足够远，以便在测量两个系统所需的时间内信号无法以光速在它们之间传播。然而，这很难在超导线路中进行测试，因为整个电路必须保持在接近绝对零的温度。

超导量子，首证违反贝尔不等

式近日，位于苏黎世的瑞士联邦理工学院的 Simon Storz 和他的同事们首次成功地对超导线路进行了贝尔测试。

他们使用 30 米长的冷却铝管发送微波连接电路的两个纠缠量子比特，同时将两个量子比特分别保存在单独的稀释制冷机中。量子比特和整个波导结构必须冷却到低温，波导低于 50 毫开尔文，量子比特低于 20 毫开尔文。使用原子钟、校准电缆长度和实时监控，以亚纳秒精度规定每个设置选择和测量活动的时间，以实现精确同步。

研究人员以每秒 12,500 次测量的速度进行了超过 400 万次测量——这一速度是确保每对测量发生的速度快于光在两个量子比特之间的管道中传播所必需的速度。通过对所有这些数据点进行分析，研究人员得出结论：无漏洞贝尔不等式被违反，并且量子比特确实在经历阿尔伯特·爱因斯坦所说的“鬼魅般的超距作用”。