2016年11月30日 ， 一个叫做“大贝尔测试”（The Big Bell Test）的实验项目就是这样的实验 ， 补上了这个“自由选择漏洞” 。 实验中所作的选择都是来自全球各地的约10万个志愿者 。 12小时内 ， 这些志愿者通过一个网络游戏“the BIG Bell Quest” ， 每秒产生1000比特数据 ， 总共产生了97347490比特数据 。 参加游戏的志愿者被要求在一定时间内输入一定的随机比特0或1 ， 被用于对实验中所作选择的指令 。 有个机器学习算法会根据已输入的比特 ， 提醒志愿者避免可预测性 ， 但是对产生的数据不作选择 。
全球五个洲的12个实验室在12个小时内做了13个贝尔实验 。 这些实验用10万名志愿者无规提供的这些数据来安排测量装置 ， 不同的实验采用不同的数据 。 在不同系统的贝尔测试的结果表明了定域实在论在这些系统中被违反 。 其中一个是中国科学技术大学上海研究院潘建伟教授领导的光子偏振实验 。
2018年5月9日 ， 《自然》杂志以“用人的选择挑战定域实在论”为题 ， 发表了这13个贝尔实验的结果 ， 显示定域实在论在有光子、单原子、原子系综与超导器件等系统中被违反 。 这一工作代表了对量子力学基本理论的检验又前进了一步 。
1989年 ， 蔡林格还曾经与Daniel Greenberg和Michael Horne发现一种三粒子量子纠缠态具有特别的性质 ， 不需要统计平均 ， 就与定域实在论存在冲突 。
04
量子纠缠如何成为强有力的工具？
量子纠缠已经成为量子信息处理的资源 。 例如 ， 利用量子纠缠可以实现量子隐形传态 。
在量子信息科学中 ， 一个基本定理叫做“量子态不可复制”；不可能存在一个基于量子力学演化的机器 ， 它能够复制任意的未知的量子态 。 因此如果一个任意量子态从一个载体 ， 经过某个过程 ， 转移到另一个载体上 ， 那么原来的载体上的量子态就肯定改变了 。 例如 ， 这体现于所谓“量子隐形传态”中 。
1993年Bennett Brassard Crèpeau JozsaPeres和Wootters提出量子隐形传态方案 ， 借助经典通讯 ， 将量子态从第一个粒子传到远方的第二个粒子上 。 第三个粒子与第一个粒子处于同一地点 ， 但是与第二个粒子纠缠 。 实验者对第一个和第三个粒子进行某种测量（叫做贝尔测量） ， 并将结果通过经典通讯通知控制第二个粒子的实验者 ， 后者对第二个粒子采取相应操作 。 粒子本身没有传送 ， 是量子态被传送 ， 而该量子态原来的载体则改变了量子态 ， 事实上变成与另一个粒子处于一个纠缠态 ， 而且经典通讯起了重要作用 。
以光子偏振为例具体说明 。 地处两地的甲和乙分别拥有光子a和b 。 假设它们的偏振处于纠缠态 。 甲还拥有另一个光子c ， 处于一个独立的偏振量子态 。 甲和乙并不知道c的量子态是怎样的 。 甲对a和c做一个整体的测量 ， 使得它们处于4种纠缠态之一 。 然后 ， 甲将测量结果通知乙 。 对应于甲得到的4种可能结果 ， 乙对b做一个对应的操作 ， b的量子态总能变为c原来的量子态 。 这样 ， c光子原来承载的量子态就被传到了b光子 。 注意 ， 光子本身并没有发生在空间中的传输 。 这里一个关键的步骤是甲将测量结果通知乙 ， 否则是不可能实现的 。 一个妙处是甲和乙都不知道被传的状态 。
量子纠缠和量子隐形传态都不可能瞬间传递信息 。 如果不将a的测量结果通知b处的观测者 ， 后者是观测不到b的任何变化的 ， 观测结果与塌缩前的量子态也是完全融洽的（因为有随机性） 。 因此这里没有超光速信号的传输 ， 量子纠缠并不违反相对论 。 对相对论的遵守也体现在量子隐形传态中 ， 甲必须将测量结果告诉乙 。 事实上 ， 任何信号传输都不能超过光速 。
1997年 ， 蔡林格组和De Martini组分别在实验上实现了量子隐形传态 。
正如量子隐形传态的理论作者提到的 ， 量子隐形传态可以推广如下 ， A和B处于一个纠缠态 ， C和D处于另一个纠缠态 。 B和C进入同一个测量仪器 ， 被做贝尔测量 ， 结果A和D就会处于一个纠缠态 ， 虽然它们没有相遇 。 后来 ， 蔡林格参与的一个理论工作将之称为纠缠交换 ， 并指出这可以用于检测纠缠对的产生 。 1998年 ， 蔡林格组在实验上实现了纠缠交换 。 潘建伟作为蔡林格的学生参加了量子隐形传态和纠缠交换实验 。
量子技术的一个重要目标是实现长距离的量子纠缠 ， 一个技术途径是用光纤 ， 但是光有衰减 ， 所以需要中继 。 但是量子态不能被复制 ， 所以与经典中继器不同 。
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