首張量子糾纏圖像問世
2019年7月13日(農(nóng)歷2019年6月11日),史上首張量子糾纏照片問世。首張量子糾纏圖像神奇的現(xiàn)象是怎么捕獲到的?根據(jù)BBC在2019年7月13日報道的消息,科學(xué)家們已經(jīng)捕捉到了阿爾伯特·愛因斯坦曾經(jīng)描述過的“鬼魅般的超距作用”(spookyactionatadistance)現(xiàn)象的第一個圖像,這種現(xiàn)象也就是我們熟知的“量子糾纏”。簡單來說,也就是兩個糾纏的量子不管相距多遠(yuǎn),它們都不是獨立事件。格拉斯哥大學(xué)物理與天文學(xué)院的Paul-AntoineMoreau是本次捕獲到第一張量子糾纏圖像的實驗作者之一,他表示,這幅圖像是“對自然基本屬性的優(yōu)雅展示”。在這張圖像中,展示了強烈的量子糾纏形式,其中兩個粒子相互作用并瞬間共享其物理狀態(tài)。Moreau告訴BBC稱,科學(xué)家團(tuán)隊在格拉斯哥大學(xué)設(shè)法使用觸發(fā)來自量子光源的交織光子流的系統(tǒng)捕獲該圖像,光子被部署在具有相變的液晶材料中。愛因斯坦將量子力學(xué)描述為“鬼魅”,因為兩個糾纏粒子之間在遠(yuǎn)程的相互作用具有瞬間性,這種相互作用似乎與他的狹義相對論的要素不相容。后來英國物理學(xué)家約翰?斯圖爾特?貝爾用他著名的“貝爾不等式”,將愛因斯坦EPR佯謬中的思想實驗推進(jìn)到真實可行的物理實驗。英國物理學(xué)家首次拍攝到一種量子糾纏的照片,捕獲到這種難以捉摸現(xiàn)象的視覺證據(jù),最新研究有望促進(jìn)量子計算等領(lǐng)域的發(fā)展。在量子力學(xué)領(lǐng)域,兩個相互作用的粒子——例如通過分束器的兩個光子,無論它們相隔多遠(yuǎn),仍能以一種非常奇怪的方式“糾纏”在一起,瞬間共享它們的物理狀態(tài)。這種聯(lián)系被稱為量子糾纏,是量子力學(xué)領(lǐng)域的基本現(xiàn)象之一,愛因斯坦曾將其稱為“幽靈般的超距作用”。今天,雖然量子糾纏在量子計算和密碼學(xué)等實際應(yīng)用中“大顯身手”,但它從未被單張圖像捕獲過。最新研究中,格拉斯哥大學(xué)的物理學(xué)家建立了一個復(fù)雜的實驗,用一張圖像捕捉到了量子糾纏現(xiàn)象。研究人員設(shè)計了一套系統(tǒng),該系統(tǒng)朝著在液晶材料上顯示的“非傳統(tǒng)物質(zhì)”發(fā)射了源于一個量子光源的一束糾纏光子,這些液晶材料會在光子通過時改變光子的相位。他們放置了一臺超靈敏的相機,能夠檢測單個光子。在看到光子和與它發(fā)生糾纏的“雙胞胎”同時出現(xiàn)時,相機拍攝了圖像,首次為光子糾纏留下了珍貴的影像,得到的圖像始終顯示兩個光子似乎相互反射并形成了一個指環(huán)形狀。論文第一作者、格拉斯哥大學(xué)校物理與天文學(xué)院保羅-安東尼·莫羅博士說:“這張圖像是對自然基本屬性的優(yōu)雅展示,量子糾纏第一次以圖像的形式被看到,這一結(jié)果可推動量子計算新興領(lǐng)域的發(fā)展,并催生新型成像技術(shù)和設(shè)備?!?