當量子物理遇上人類隨機——大貝爾實驗，等你加入！|中國科學技術大學

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導讀

想知道你的隨機性會如何促進科學進步嗎？機會來了！2016年11月30日，你將有機會參與一個獨特的全球項目，該項目將通過基於人類隨機選擇的一系列科學實驗來測試物理學定律，誠邀每一個對科學感興趣的你！

當量子物理遇上人類隨機

* 人類行為的不可預測性首次成為量子物理實驗的關鍵因素；

* 數個歷史上從未嘗試過的實驗將在11月30日同時舉行；

* 這個項目需要全世界至少30000人的貢獻，歡迎所有人的參與。

你想知道你的隨機性會如何促進科學進步嗎？機會來了！2016年11月30日，你將有機會參與一個獨特的全球項目，該項目將通過基於人類隨機選擇的一系列科學實驗來測試物理學定律。

大貝爾實驗是在 ICFO（西班牙光子科學研究所）協調下進行的一個全球性的項目，計劃於11月30日當天在全世界多個實驗室同時進行一系列量子物理實驗。這些實驗需要大眾的參與，你在實驗中表現得越隨機越有助於實驗目標的達成。

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什麼是大貝爾實驗？

大貝爾實驗:人類隨機性驅動量子實驗，意圖在世界各地的實驗室進行一系列首次由人類志願者（又名貝爾員）決定參數的量子實驗，從而測試量子物理學的規律。

大貝爾實驗邀請世界上的每個人在11月30日參加， 實驗將測試阿爾伯特·愛因斯坦的「定域實在論「，這是位於量子世界奧秘核心的一個現象。

基本說明

實驗將在11月30日在世界各地的不同實驗室同時進行。在那一天，想要為該計劃做出貢獻的參與者將能夠通過為該項目專門創建的視頻遊戲（可以在大貝爾實驗官網 http://www.thebigbelltest.org 上找到）來做到這一點，在該視頻遊戲中，他們需要輸入儘可能隨機的0，1序列。

0和1的序列將通過控制每個實驗室中的測量條件來控制實驗。任何人無論年齡都可以參與。要在30日做出貢獻，參與者需要一個連入互聯網的設備。他們只需要連接到視頻遊戲，並嘗試通過所有的關卡，從而產生儘可能多的隨機比特位。

靈感來源

這個設想起始於ICFO對2015年無漏洞貝爾不等式驗證實驗的貢獻，該實驗要求密切關注隨機參數的性質及其在實驗中起到的作用。ICFO 採用了物理的隨機數發生器，它能很快地產生非常純粹的隨機數。這些實驗啟發了使用互聯網技術進行大規模人工驅動實驗的設想。如摩根·米切爾教授所說：「有些物理學的深刻奧秘只能通過向自然提出不可預知的問題來研究。通俗地說，如果自然知道我們要問什麼，它或許會用事先準備好的回應來欺騙我們。通常科學家們不會那麼多疑，然而量子物理的有些預言是如此詭異——如微觀粒子隔著遙遠的距離「竊竊私語」，當我們不在觀察時，那些觀察對象表現完全不同——使得這種多疑是完全適當，甚至是必要的。在此背景下，做出自主選擇的人類是非常有價值的，以獨特的方式問出不可預知的問題——不管自然在向我們隱藏什麼樣的秘密。」

實驗日

11月30日，九個實驗將由九個合作機構分別舉行，它們是：格里菲斯大學量子計算和通信技術中心，昆士蘭大學工程量子系統中心，康塞普西翁大學電機系（子節點包括林雪平大學電機系、塞爾維亞大學、羅馬大學物理系），中國科學技術大學，巴塞羅那光子科學研究所，奧地利量子光學和量子信息研究所，慕尼黑大學，尼斯大學凝聚態物理實驗室，蘇黎世聯邦理工學院量子器件實驗室。這些實驗將觀測包括糾纏粒子性質的諸多物理現象。

ICFO 的博士生卡洛斯·艾威亞是該項目的創始人，他設計了把數據傳輸到各實驗組的平台。他認為，「大貝爾實驗最讓人著迷的一點是社會大眾和科學家對實驗的成功起著同樣重要的作用。這是將量子物理學前沿研究貼近大眾的一個特別的契機。」

中國科學技術大學的潘建偉教授和張強教授是大貝爾實驗中國區的負責人，他們的實驗室利用接收到的自由意志產生的隨機數進行貝爾實驗，測試隨機數之間的關聯。該實驗的參與者劉洋博士表示，「此前的諸多貝爾不等式實驗分別關閉了定域性漏洞和探測效率漏洞等，但在這些實驗中，使用的是物理方式產生的隨機數，而這部分隨機數可能受到隱變數控制而不能作為真正的隨機性來源。大貝爾實驗則相信人的自由意志，由公眾產生的隨機數來決定實驗中的重要參數，這系列實驗是貝爾不等式測量的重要一步。當然由於需要通過網路匯總，現在的大貝爾實驗無法真正解決局域性漏洞。在未來，物理學家有望利用太空實驗關閉局域性漏洞和隨機數漏洞，這將是在現有實驗基礎上經過長期努力才能進行的物理實驗。」

為了該實驗項目順利進行，11月30日當天需要至少30000人的參與。當天，全世界各地的參與者需要打開一個專門設計的網頁遊戲，可以在大貝爾實驗官網 http://www.thebigbelltest.org 上找到。參與者需要輸入一個儘可能隨機的包含0與1的數列。這些比特流將被實時傳送到各地的量子物理實驗室中，科學家將利用它們的不可預測性來對量子物體包括原子、光子、超導體進行測量。

大貝爾實驗官方主頁： http://www.thebigbelltest.org（國內用戶推薦訪問tbbt.ustc.edu.cn）

關於ICFO

ICFO - 光子科學研究所，是巴塞羅那科學技術學院的成員。位於巴塞羅那都市區地中海技術公園，是一個獨特設計，擁有14000平米建築面積的研究中心。它目前容納350人，包括研究組帶頭人，博士後研究員，博士生，科研工程師和其它工作人員。ICFO 人組成23個研究小組，工作在60個最先進的實驗室，配備最新的實驗設施，並配備了一系列尖端的設施用來納米加工，表徵，成像和工程。

科學和創新部頒發的Severo Ochoa獎項，以及13個ICREA教授，18個歐洲研究委員會基金和6個FundacióCellex巴塞羅那鳥巢獎學金，證明了該中心對研究卓越的奉獻精神，和國際中的頂尖排名。從工業角度來看，ICFO積极參与歐洲技術平台Photonics21，也非常積極主動地促進創業活動和分拆創造。該中心參與孵化器活動，並尋求吸引風險資本投資。 ICFO舉辦了一個積極的企業聯絡計劃，旨在創建行業和ICFO研究人員之間的合作和鏈接。到目前為止，ICFO已經創建了5家成功的創業公司。

關於中國的大貝爾實驗團隊

大貝爾實驗將同時在中國進行，中國科學技術大學是此次大貝爾實驗全球九個合作機構之一。中國的貝爾實驗科研團隊包括中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心潘建偉教授、張強教授、劉洋副研究員和清華大學馬雄峰副教授等人。實驗將在量子卓越中心（上海）進行。

中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心（簡稱量子卓越中心）以中國科學技術大學為創新主體，聯合中科院上海技術物理所、中科院半導體所、中科院光電技術研究所等國內優勢科研機構，對量子科技重大前沿問題進行協同攻關。量子卓越中心在量子調控與量子信息領域開展了卓有成效的研究工作，在多光子糾纏操縱及光量子計算、大規模實用化量子通信網路、自由空間量子通信、冷原子存儲、超冷原子量子模擬等研究方向上取得了國際領先的成果。中心研究人員的成果13次入選兩院院士評選的「中國年度十大科技進展新聞」、1次入選英國《自然》雜誌評選的「年度十大科技亮點」、1次入選美國《科學》雜誌評選的「年度物理學重大進展」、6次入選歐洲物理學會評選的「年度物理學重大進展」、5次入選美國物理學會評選的「年度物理學重大事件」，項目「多光子糾纏及干涉度量」獲2015年度國家自然科學一等獎，該中心已成為國際著名的量子科技前沿研究中心。

量子卓越中心的主要研究內容是圍繞光與冷原子子系統、固態系統、分子系統等幾類最有前途實現大尺度量子信息處理的物理系統，開展量子通信、量子計算與模擬、量子精密測量三方面的量子信息技術系統性研究。量子卓越中心的戰略目標是：力爭通過15年左右的努力，一方面構建完整的空地一體廣域量子通信網路體系，在國防、政務、金融和能源等領域率先加以廣泛應用，與經典通信網路實現無縫鏈接，形成具有國際引領地位的戰略性新興產業和下一代國家信息安全生態系統；另一方面將有效解決大尺度量子系統的效率問題，實現50-100個量子比特的相干操縱，構建可擴展的量子相干網路，對特定問題的求解全面超越經典計算機能力，實現可實用化的量子精密測量技術，同時為最終實現通用量子計算機摸索出一條切實可行的道路。

如何加入到大貝爾實驗？

1

11月30日，您可以全天隨時參與，從00：00（澳大利亞時間）到23：59（博爾德時間）。您可以在任何地方 - 在家裡，公共汽車上，火車上，在公園裡，...只要有互聯網連接。

2

請輸入http://www.thebigbelltest.org

單擊標籤 Contribute

點擊 BIG Bell Quest http://www.thebigbelltest.org/quest

3

註冊。（非常重要！）。您現在就可以註冊並開始練習。如果您已註冊，在11月30日，您將被告知哪個實驗室將使用您的比特序列來進行他們的實驗。

如何註冊大貝爾實驗 - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/j0350u3vorn.html

4

在您的用戶配置填寫「+Profile」的空欄。（右上角）嘗試通過所有6關的大貝爾任務。貢獻至少10分鐘。難度隨關卡遞增。

攻略視頻： BBT_V7_Ninja tips _extra points - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/p0350r55w4r.html

5

可選：與朋友一起創建群組和活動。要創建組，請在帳戶部分（右上角）中轉到您的用戶配置。您最多可以創建3個群組。

將您創建的群組的名稱傳遞給您的朋友（例如張三的群組），並告訴他們在個人帳戶中輸入該名稱，以便他們可以參與到您的群組，並與您和其他朋友進行競爭。

大貝爾實驗的終極目標是展示人類的隨機選擇可以幫助基礎科學研究，而同時進行一組從未被嘗試過的物理實驗。我們邀請你加入貝爾員社區，通過電子遊戲展示你是多麼的不可預測，為科學發展貢獻自己的力量。從現在就開始練習吧，為了11月30日！

相關鏈接：

大貝爾實驗官方主頁：

http://www.thebigbelltest.org

國內用戶推薦訪問：

http://tbbt.ustc.edu.cn

信息來源：

ICFO （西班牙光子科學研究所）

中國科學技術大學

協調：范瓊

中國科大全媒體中心編輯出品

本條編輯：翟曉雅

發布統籌：曾皓、裘遒

背景介紹：本文首發於中國科學技術大學的官方微信號，風雲之聲獲授權轉載。

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