解开量子谜团：非局部盒子在定义物理可行性边界中的作用

渥太华大学的一个科学家团队正在为量子纠缠的奥秘提供见解。他们最近的研究题为“扩展导致通信复杂性崩溃的非局部盒子的已知区域”，发表在《物理评论快报》（PRL）上，揭示了当根据非平凡通信复杂性原理进行测试时，各种理论量子理论扩展被认为是非物理的

这些量子理论扩展可以用非局部盒子阵列来表示，非局部盒子是用于说明量子纠缠和非局部性的某些方面的理论设备

这项研究由渥太华大学数学与统计系的正式教授兼研究主席Anne Broadbent、法国图卢兹大学的博士候选人Pierre Botteron和Marc Olivier Proulx进行，渥太华大学物理系理学硕士毕业生

量子力学的原理传统上是理解粒子行为和量子纠缠的基本框架。然而，Tsirelson束缚——一个处理遥远粒子之间相关性的量子物理概念——及其施加的限制，让科学家们质疑是否有可能建立更广泛的理论

这产生了非局部盒子，这是量子理论的理论扩展，作为探索对宇宙更全面描述的一种手段。这项研究的中心是使用非平凡的通信复杂性来衡量非局部盒子的可行性

量子纠缠是量子力学描述的一种迷人现象，在科学界引起了极大的关注。2022年诺贝尔奖授予Aspect、Clauser和Zeilinger，表彰他们对纠缠光子的开创性实验，揭示了对贝尔不等式的违反，开创了量子信息科学的先河

尽管量子力学很强大，但Tsirelson界的存在提出了一个问题，即是否存在一个更全面的理论来准确描述自然世界。本研究将非局部盒子作为量子力学的潜在推广进行研究，旨在确定其物理可实现性

这项研究始于2018年Marc Olivier Proulx的硕士论文，他在渥太华大学Anne Broadbent教授的监督下和舍布鲁克大学已故教授David Poulin的共同监督下进行了这项研究

在这项工作的基础上，布罗德本特教授的博士生Pierre Botteron与Proulx合作，进一步探索了非局部盒子的领域和非平凡通信复杂性的假设。这项研究包括基于量子力学既定框架和原理的理论分析和严格的数学建模

“我们的研究表明，以不同的非局部盒子族为代表的量子理论的许多理论推广，在受到非平凡通信复杂性假设的影响时，被视为非物理的。这些发现扩展了对推广量子力学所面临的局限性的理解，并为量子纠缠的本质提供了有价值的见解。”布罗德本特教授解释道

探索非局部盒子作为量子力学的一种推广，增强了我们对量子理论极限的理解。通过探索非琐碎的通信复杂性假设，渥太华大学的科学家们发现了一系列更广泛的被认为是非物理的概括。这项研究打开了量子信息科学进步的大门，加深了我们对量子纠缠现象的理解