2022年12月20日，美國物理學會（American Physical Society）旗下Physics網站回顧了本年度內國際物理學領域取得的重要進展，發布了其中最具有代表性的十項重要工作（「Highlights of the Year」）。南方科技大學物理系和量子科學與工程研究院教授范靖雲課題組關於「量子力學的基本問題之一：複數的根本地位」的實驗研究，與雷射聚變首次跨越盈虧點、銀河系黑洞的第一張照片、詹姆斯韋布空間望遠鏡拍攝標誌性宇宙圖像、太空飛行器碰撞改變行星軌道和破譯蛋白質摺疊等十項研究成果共同入選。
數是人類從自然界中抽象出來的最基本概念之一。自然數、零、負數、有理數、實數、複數等，每一次對數這個概念的擴充都伴隨著科學的進步以及人類對自然界更深的理解。複數的出現最初只是為了讓所有多項式都有解，將複數作為量子力學的數學根基更像是一個巧合，而不是刻意的安排。在量子力學理論誕生之初，薛丁格已經開始思考複數在量子力學中的根本地位。雖然基於複數的量子力學理論所作出的預言都經過了嚴苛的實驗檢驗，但我們並沒有理由完全排除有一種基於實數的「實量子力學」理論也可以完美解釋這些實驗結果的可能。
2022年的諾貝爾物理學獎授予了Alain Aspect， John Clauser和Anton Zeilinger三位物理學家，以表彰他們在「Bell非定域性的量子光學檢驗」領域做出的開創性貢獻。正是通過將Bell非定域性理論擴展到量子網絡，奧地利、西班牙和瑞士的理論物理學家在2020年發現可以通過實驗手段檢驗「實量子力學能否替代含有複數的量子力學。」隨後，南方科技大學范靖雲課題組與電子科技大學研究團隊以及來自奧地利、西班牙和瑞士的理論物理學家緊密合作，依託本課題組在無漏洞Bell非定域檢驗的豐富經驗，設計了一個基於光量子網絡的實驗方案。2021年，聯合研究組在南方科技大學成功開展了實驗研究，以確鑿的實驗證據明確了複數在量子力學中的根本性地位，且不能被實數完全替代。該研究工作進一步加深了我們對於量子基礎理論的認知，並將推動量子網絡新的應用創新。
中國科學技術大學的研究團隊同期基於超導量子體系開展了相關研究，其結果與南科大范靖雲課題組得出的結論一致。這兩個基於不同量子載體開展的實驗分別獨立地證明了複數表示對於量子理論的必要性，因此同時入選本年度國際物理學十大進展。
相關連結:
美國物理學會Physics十大進展發布：
https://physics.aps.org/articles/v15/197
論文連結：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.040402
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.040403
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.140401
美國物理學會Physics網站報導：
https://physics.aps.org/articles/v15/7
《自然》評述文章：
https://www.nature.com/articles/d41586-021-03678-x
供稿：物理系
編輯：曾昱雯