2、量子语境性：理论基础与光学实验探索

量子语境性：理论基础与光学实验探索

量子力学与量子信息科学的发展

量子力学在不到百年的时间里，极大地改变了人类社会的发展进程。二战后，借助量子力学原理的发展，现代集成电路进入人们的生活，推动人类社会迈入信息时代。20世纪末，量子力学与信息理论的结合催生了量子信息科学这一新兴交叉学科。其中，量子计算有望大幅提升人类的计算能力，而“第二次量子革命”进一步增强了人类对单个量子实体的操控能力，使量子技术在社会诸多方面得到广泛应用，例如量子计算机在解决某些复杂问题时展现出比经典计算机更快的速度。

然而，量子力学的发展历程复杂，人们对它的理解不断演变。例如，量子信息科学的奠基人冯·诺伊曼关于非对易变量的观点，在20世纪90年代被Mermin批评为“愚蠢”。这一观点实际上反映了一类试图替代量子力学的隐变量理论所共有的问题。隐变量理论试图用预先确定（但未知）的隐变量来解释量子测量的结果，将量子测量过程视为揭示与隐变量相关的物理量。根据哥本哈根诠释，量子力学是基于波函数的内在不确定理论，因此人们有动机通过隐变量理论将量子力学重构为确定性理论，只是这需要引入额外假设，从而削弱了理论的可信度。

量子语境性与非语境隐变量理论

量子语境性指的是量子力学中测量结果依赖于测量语境，具体表现为对可对易可观测量同时测量的选择方式。与之相反，非语境隐变量理论假设不存在这种语境性。从经验和数学角度看，非语境假设似乎合理。在经验上，测量物体长度的结果不应依赖于所选择的尺子；在数学上，量子力学中波函数与概率的基本对应关系——玻恩规则是非语境的。

这与爱因斯坦的难题有相似之处。在纠缠多粒子系统中，测量使一个粒子的波函数坍缩时，远处粒子的波函数似乎会瞬间改变，这看似与相对论矛盾。但