????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?qǐng)?bào)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(gè)圖像，這種現(xiàn)象也就是我們熟知的“量子糾纏”。
簡(jiǎn)單來說，也就是兩個(gè)糾纏的量子不管相距多遠(yuǎn)，它們都不是獨(dú)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(shí)驗(yàn)作者之一，他表示，這幅圖像是“對(duì)自然基本屬性的優(yōu)雅展示”。在這張圖像中，展示了強(qiáng)烈的量子糾纏形式，其中兩個(gè)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(duì)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?yàn)閮蓚€(gè)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(duì)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(shí)驗(yàn)推進(jìn)到真實(shí)可行的物理實(shí)驗(yàn)。
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(jì)算等領(lǐng)域的發(fā)展。
在量子力學(xué)領(lǐng)域，兩個(gè)相互作用的粒子——例如通過分束器的兩個(gè)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(jì)算和密碼學(xué)等實(shí)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(gè)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，用一張圖像捕捉到了量子糾纏現(xiàn)象。
研究人員設(shè)計(jì)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(gè)量子光源的一束糾纏光子，這些液晶材料會(huì)在光子通過時(shí)改變光子的相位。
他們放置了一臺(tái)超靈敏的相機(jī)，能夠檢測(cè)單個(gè)光子。在看到光子和與它發(fā)生糾纏的“雙胞胎”同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，相機(jī)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(gè)光子似乎相互反射并形成了一個(gè)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(duì)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(dòng)量子計(jì)算新興領(lǐng)域的發(fā)展，并催生新型成像技術(shù)和設(shè)備?！?/p>