要在現實世界中完成這個實驗,最著名的方案就是 CHSH 實驗(由 2022 年諾貝爾獎得主 John Clauser 等人提出)。
以下是你在實驗室裡會看到的「量子糾纏驗證清單」:
1. 核心組件:糾纏光子產生器
在實驗台上,一切始於一個 BBO 晶體(Beta Barium Borate)。- 物理過程: 你發射一束紫外線雷射(高能光子)進入晶體,極少數光子會發生「自發參量下轉換」(SPDC)。
- 產出: 一個紫外光子會「變身」成兩顆紅外光子。這兩顆光子在動量與偏振(Polarization)上是強耦合的。
2. 測量端:Alice 與 Bob 的挑戰
你需要兩個接收站,通常命名為 Alice 與 Bob。
- 隨機性: 為了確保實驗嚴謹,兩端必須隨機選擇測量偏振的角度(例如 Alice 選 0 或 45,Bob 選 22.5 或 67.5)。
- 光電轉換: 使用單光子偵測器(SPD)。這類設備靈敏到可以捕捉到單一顆光子的能量並將其轉化為電子訊號。
3. 如何判定「成功」?(貝爾不等式)
實驗的最後一步是將兩邊的數據進行符合計數(Coincidence counting)。
假設我們測量兩顆光子偏振一致的機率。
- 古典世界的極限: 如果粒子在出發前就已經「說好」了狀態(隱變數理論),相關性數值 S 絕對不會超過 2。
- 量子世界的預測: 量子力學預測 S 最大可以達到 2.828。
當實驗跑完,如果你算出的 S 值顯著大於 2,恭喜你,你剛剛親手證明了愛因斯坦口中的「鬼魅般的超距作用」是真實存在的。














