宇宙 Bell 检验：来自银河系恒星的测量设置

Bell 定理指出，量子力学的某些预测无法由定域实在论理论再现。这种冲突由 Bell 不等式表达，该不等式通常是在假设测量设置的选择与任何可能因果影响测量结果的事物之间不存在统计相关性的前提下推导出来的。在以往的实验中，这种“选择自由”是通过确保利用传统“量子随机数发生器”选择的测量设置与纠缠粒子的产生处于类空分离来解决的。然而，这仍然留下了一种可能性，即在每次实验 trial 前仅仅几微秒之内，某个未知原因同时影响了设置选择和测量结果。本文报告了一种新的 Bell 不等式实验检验，首次使用遥远的天体源作为“宇宙设置发生器”。在我们使用偏振纠缠光子的测试中，利用对银河系恒星的实时观测来选择测量设置，同时确保了定域性。在假设所有探测到的光子均公平采样，且每颗恒星光子的颜色在发射时即已确定的前提下，我们观察到统计显著的 $\gtrsim 7.31 \sigma$ 和 $\gtrsim 11.93 \sigma$ 的 Bell 不等式违背，其估计 $p$ 值分别为 $\lesssim 1.8 \times 10^{-13}$ 和 $\lesssim 4.0 \times 10^{-33}$，从而将任何定域实在论影响可能用以设计出所观测到的 Bell 违背的最晚时间推迟了约 600 年。