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2019年7月13日 (2019年6月11日)

首张量子纠缠图像问世

    2019-07-16

    2019年7月13日(农历2019年6月11日),史上首张量子纠缠照片问世。

史上首张量子纠缠照片问世

  首张量子纠缠图像 神奇的现象是怎么捕获到的?

  根据BBC在2019年7月13日报道的消息,科学家们已经捕捉到了阿尔伯特·爱因斯坦曾经描述过的“鬼魅般的超距作用”(spookyactionatadistance)现象的第一个图像,这种现象也就是我们熟知的“量子纠缠”。

  简单来说,也就是两个纠缠的量子不管相距多远,它们都不是独立事件。格拉斯哥大学物理与天文学院的Paul-AntoineMoreau是本次捕获到第一张量子纠缠图像的实验作者之一,他表示,这幅图像是“对自然基本属性的优雅展示”。在这张图像中,展示了强烈的量子纠缠形式,其中两个粒子相互作用并瞬间共享其物理状态。Moreau告诉BBC称,科学家团队在格拉斯哥大学设法使用触发来自量子光源的交织光子流的系统捕获该图像,光子被部署在具有相变的液晶材料中。爱因斯坦将量子力学描述为“鬼魅”,因为两个纠缠粒子之间在远程的相互作用具有瞬间性,这种相互作用似乎与他的狭义相对论的要素不相容。后来英国物理学家约翰•斯图尔特•贝尔用他著名的“贝尔不等式”,将爱因斯坦EPR佯谬中的思想实验推进到真实可行的物理实验。

史上首张量子纠缠照片问世

  英国物理学家首次拍摄到一种量子纠缠的照片,捕获到这种难以捉摸现象的视觉证据,最新研究有望促进量子计算等领域的发展。

  在量子力学领域,两个相互作用的粒子——例如通过分束器的两个光子,无论它们相隔多远,仍能以一种非常奇怪的方式“纠缠”在一起,瞬间共享它们的物理状态。这种联系被称为量子纠缠,是量子力学领域的基本现象之一,爱因斯坦曾将其称为“幽灵般的超距作用”。

史上首张量子纠缠照片问世

  今天,虽然量子纠缠在量子计算和密码学等实际应用中“大显身手”,但它从未被单张图像捕获过。最新研究中,格拉斯哥大学的物理学家建立了一个复杂的实验,用一张图像捕捉到了量子纠缠现象。

  研究人员设计了一套系统,该系统朝着在液晶材料上显示的“非传统物质”发射了源于一个量子光源的一束纠缠光子,这些液晶材料会在光子通过时改变光子的相位。

史上首张量子纠缠照片问世

  他们放置了一台超灵敏的相机,能够检测单个光子。在看到光子和与它发生纠缠的“双胞胎”同时出现时,相机拍摄了图像,首次为光子纠缠留下了珍贵的影像,得到的图像始终显示两个光子似乎相互反射并形成了一个指环形状。

  论文第一作者、格拉斯哥大学校物理与天文学院保罗-安东尼·莫罗博士说:“这张图像是对自然基本属性的优雅展示,量子纠缠第一次以图像的形式被看到,这一结果可推动量子计算新兴领域的发展,并催生新型成像技术和设备。”

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