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排除量子理论的实值标准形式
标准量子理论由复值薛定谔方程、波函数、算符和希尔伯特空间构成。先前的研究尝试通过利用扩大的希尔伯特空间仅使用实数来模拟量子系统。一个基本问题出现了：在量子理论的标准形式中，复数真的是必不可少的吗？为了回答这个问题，我们开发了一个量子游戏来区分标准量子理论和它的实数模拟，通过揭示高保真度多量子比特量子实验与仅使用实数量子理论的玩家之间的矛盾。在这里，我们使用超导量子比特，忠实地实现了基于确定性纠缠交换的量子游戏，保真度达到 0.952。我们的实验结果违反了 7.66 的实数界限，有 43 个标准差。我们的结果推翻了实数公式，并确立了复数在标准量子理论中不可或缺的作用。
为什么在量子计算中实值振幅就足够了
需要量子计算。对于许多实际问题，仍然需要更快的计算。例如，如果我们能够处理更多数据，目前深度学习的惊人成功（参见 [2]）可能会更加惊人。计算机处理信息的能力受到限制，其中一个原因是所有速度都受光速限制。即使以光速，将信号从 30 厘米大小的笔记本电脑的一侧发送到另一侧也需要 1 纳秒 - 在此期间，即使是最便宜的当前计算机也要执行至少 4 次操作。因此，为了加快计算速度，有必要使计算机组件更小。这些组件（例如存储单元）已经由少量分子组成。如果我们将这些细胞做得更小，它们将只由几个分子组成。为了描述如此小物体的行为，有必要考虑量子物理学 - 微观世界的物理学；参见 [1, 4]。因此，计算机需要考虑量子效应。