量子粒子並非選擇單一路徑，而是同時經歷所有可能路徑，唯有這些軌跡的總和才能給出可觀測的結果。正是理查德·費曼在1948年提出的這一想法，中國科學家首次在直接實驗中加以驗證。
由華南師範大學和合肥國家實驗室的石亮柱領導的研究團隊對單光子進行了測量。研究人員構建了一個複雜的光學系統，光子在其中穿過一系列由相位偏移和偏振器組成的「迷宮」。他們精確測量了五個傳播子——描述量子態在兩點之間演化的數學對象——並將其相乘，最終重建了1 419 857條獨立軌跡。
結果與費曼公式的預測高度吻合：概率源於所有路徑的相干疊加，所有軌跡的振幅大小相同，相位由以普朗克常數為單位的經典作用量決定。這是對先前僅憑信仰接受的兩個基本公設的直接證實。
想像你向池塘擲一顆石子：古典物理看到的是單一軌跡，而量子力學則要求將數十億條「幽靈」路徑的貢獻相加，每一條都帶來微小的修正。實驗顯示，若不考慮所有這些修正，預測便無法成立——而這正是真實光子的行為。
這項發表於26年2026月《科學進展》期刊的研究，為量子光學的新測試與更精確的量子態控制開闢了道路。如今，我們可以直接檢驗環境或測量如何「截斷」多餘路徑，並打造更具韌性的量子裝置。
這項實驗不僅證實了舊有理論，更提供了一種工具，讓我們能更深入窺探量子現實的本質。
