古老的争論
20世紀60年代，英國實體學家貝爾（John Bell）提出了一個著名的思想實驗。他想要解決一個自上個世紀30年代就已經開始争論的問題：與日常直覺完全相悖的量子力學的預測，真的是正确的嗎？還是說，正如愛因斯坦所相信的那樣，傳統的因果性概念，應該也适用于原子微觀世界。
在貝爾設想的實驗中，一個共同的來源S會将兩個粒子分發給Alice和Bob。在接收到粒子後，Alice和Bob可以各自從幾種測量設定中選擇一種對接收到的粒子進行測量，然後記錄下測量結果。重複多次後，實驗便會産生一系列資料結果。接着，再根據貝爾不等式對測量結果進行檢驗。
貝爾不等式是由貝爾在1964年提出的，簡單來說，如果愛因斯坦的定域因果性觀點是正确的，那麼實驗結果将總是滿足貝爾不等式；相反，量子力學的預測是，某些類型的實驗結果将違反貝爾不等式。
消除最後的疑慮
過去，科學家已經進行了多次貝爾實驗，都證明了量子力學的正确性。早在20世紀70年代早期，實體學家約翰·克勞瑟（John Clause）和斯圖爾特·弗裡德曼（Stuart Freedman）就進行了貝爾測試的第一次實測。他們在實驗中證明貝爾不等式确實被違反了。
然而，他們的實驗之是以得以進行，是因為他們在實驗中做出一些假設。也就是說，他們的實驗中含有一些漏洞。是以，從理論上講，愛因斯坦對量子力學的質疑仍然有可能是正确的。
實體學家的目标就是填補這些漏洞。随着時間的推移，越來越多的漏洞被填補，并最終，在2015年，科學家成功地進行了第一次無漏洞的貝爾測試，為這場古老的争端畫上了句點。
而在一項于近期發表在《自然》雜志上的研究表明，七年前，科學家隻是初步平息了這場争端，對這一主題的研究尚未結束。而這項新的研究通過展示量子力學中的相距很遠的物體可以比傳統系統更緊密地互相關聯，為量子力學的正确性提供了進一步的證明。
尋求平衡
這個實驗的特别之處在于，研究人員首次使用超導電路來進行實驗。他們表示，要使貝爾測試真正做到毫無漏洞，就必須確定在量子測量完成之前，兩個糾纏的量子電路之間不能交換任何資訊。由于資訊傳輸的最快速度是光速，是以這意味着用于測量的時間必須少于光子從一個電路傳輸到另一個電路所花費的時間。
如此一來，研究人員需要付出很大的努力來建構一個複雜的、低溫的實驗裝置。而且在設定實驗時，他們必須找到“平衡”：兩個超導電路之間的距離越大，用于測量的時間就越多，與此同時實驗設定就越複雜。
研究人員建立了一個低溫恒溫器來有效地冷卻30米長的量子連接配接
他們發現，進行一次成功的無漏洞貝爾測試的最短距離約為33米，光子在真空中移動這個距離大約需要110納秒，這一時間比研究人員進行測量的時間長幾納秒。
于是，他們在地下通道裡建造了一個令人驚歎的實驗裝置。在裝置的兩端各有一個包含超導電路的低溫恒溫器，這兩個冷卻裝置由一個長30米的管道連接配接，管道内部被冷卻到剛好略高于絕對零度（- 273.15°C）的溫度。
30米長的量子連接配接的一部分：一個被冷卻到幾乎絕對零度的鋁波導，連接配接兩個量子電路
在每次測量開始之前，都會有一個微波光子從一個超導電路傳輸到另一個超導電路，這樣兩個電路就會糾纏在一起。然後，随機數生成器會決定在這兩個電路上，将進行哪些測量作為貝爾測試的一部分。接下來，對兩邊的測量結果進行比較。
大尺度的糾纏
在進行了超過百萬次的測量後，研究人員以非常高的統計确定性表明，貝爾不等式在這個實驗裝置中被違反了。他們發現，由超導材料制成的以微波頻率工作的幾百微米大小的超導電路，也是按照量子力學定律運作的，即使這些宏觀量子物體比光子或離子等微觀量子粒子要大得多。
換句話說，他們已經證明了量子力學也允許宏觀電路中的非定域相關，是以超導電路可以在很遠的距離上發生糾纏。這在分布式量子計算和量子密碼學領域都開辟了有趣的潛在應用。
研究人員表示，他們進行的貝爾測試具有很大的實際意義。例如，新實驗中的改進過的貝爾測試可以用于密碼學，以證明資訊實際上是以加密形式傳輸的。通過使用這種新的方法，研究人員可以比在其他實驗裝置中更有效地證明貝爾不等式被違反。
建造這項實驗設施和進行測試是一個巨大的挑戰。僅僅将整個實驗裝置冷卻到接近絕對零度的溫度就付出相當大的努力。在他們的裝置中，有1.3噸銅和1.4萬個螺絲，還有大量的實體知識和工程技術。研究人員認為，用同樣的方式或許還可以建造出能夠克服更大距離的實驗裝置。
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