量子物理领域目前正经历第二次重大革命，这将显著推进计算机、互联网、电信、网络安全和生物医学等领域。学生们对学习来自亚原子领域的复杂概念（如量子纠缠和量子叠加）表现出越来越大的兴趣，他们寻求利用量子科学的突破性可能性。事实上，掌握量子技术的独特特性并理解其对技术进步的影响预计将成为2025年的主要挑战之一，联合国教科文组织已将2025年定为国际量子科学与技术年。
量子物理领域目前正经历第二次重大革命，这将显著推进计算机、互联网、电信、网络安全和生物医学等领域。学生们对学习来自亚原子领域的复杂概念（如量子纠缠和量子叠加）表现出越来越大的兴趣，他们寻求利用量子科学的突破性可能性。事实上，掌握量子技术的独特特性并理解其对技术进步的影响预计将成为2025年的主要挑战之一，联合国教科文组织已将2025年定为国际量子科学与技术年。
巴塞罗那大学物理学院的一个研究团队创造了新的实验工具，使学生能够接触量子物理的更复杂方面。他们的装置灵活、经济，能够应用于各种课堂设置，目前已在巴塞罗那大学物理学院的高级量子实验室中使用，并且也具有在不太专业机构中的使用潜力。
这一发展在《EPJ量子技术》期刊上发表的论文中得到了强调，该论文是由量子物理与天体物理系的布鲁诺·胡利亚教授以及巴塞罗那大学宇宙科学研究所（ICCUB）共同合作的成果；来自应用物理系和巴塞罗那大学纳米科学与纳米技术研究所（IN2UB）的马尔蒂·杜卡斯特拉；以及来自电子与生物医学工程系的何塞·M·戈麦斯。这项工作基于劳尔·拉霍斯的硕士最终项目，并呼应了专家莉迪亚·洛萨诺和阿德里亚·布鲁的贡献。
探索独特的量子力学现象 量子力学允许创建纠缠的系统，如粒子或光子的对，它们展现出非直观的行为。在1964年，物理学家约翰·S·贝尔通过实验验证了量子力学的预测与经典物理学描述之间的根本矛盾，这一观点是阿尔伯特·爱因斯坦提出的，从而确认了量子力学固有的概率性质。在2022年，诺贝尔物理学奖授予了科学家阿兰·阿斯佩、约翰·F·克劳瑟和安东·齐林格，以表彰他们在量子信息和纠缠光子方面的开创性实验，以及对贝尔不等式违背实验的确认。
目前，量子纠缠是推动量子技术（包括量子计算和数据加密）的关键资源。“研究贝尔不等式尤其是观察其违反情况对于表征量子纠缠系统至关重要。在教学实验室里进行这些实验，理解贝尔不等式和量子力学的概率性质是非常重要的，”布鲁诺·胡利亚强调道。
马尔蒂·杜卡斯特拉在文章中指出：“我们开发了新实验设备，使学生能够直接测量量子纠缠。我们相信，允许学生进行这些测量将显著增强他们对这一非直观现象的理解。”
为学生提供先进工具 巴塞罗那大学团队设计的系统不仅可以研究贝尔不等式，还能够进行完整的双光子状态层析。它可以通过简单操作准备各种量子纠缠状态。与之前的设计相比，“新设备增强了捕捉光子的过程：它结合了连接到光纤的探测器，这一关键创新简化了实验，帮助系统对准，并提高检测效率。因此，贝尔不等式的完整测量可以在持续一到两个小时的实验室实践课程中进行，”胡利亚和杜卡斯特拉声称。
结果表明成功控制了光子的量子状态，实现了高保真度的纠缠状态和显著违反贝尔不等式。此外，由于该系统的组件在当前量子技术中广泛应用，它们为学生提供了接触尖端仪器的机会。
这一创新已在本科和硕士课程中得到实施，并收到学生的极大好评。在本科物理课程中，它支持实验演示，补充经典和量子信息理论以及量子力学的课程。在硕士项目中，它形成了四个实验的一部分，属于量子科学与技术硕士的高级量子实验室。
这项研究获得了西班牙科学、创新和大学部及欧盟下一代EU基金的资助。
