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人造物体间量子纠缠首次肉眼可见

科普小知识2022-07-10 21:35:08
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人造物体间量子纠缠首次肉眼可见

研究小组展示了一对特制的敲打结构——类似鼓的铝片——之间的量子纠缠。来源:英国科学新闻网站

量子纠缠是量子力学的一个特征,这意味着两个物体的性质是纠缠在一起的。测量一个属性会立即揭示另一个属性的状态,即使这两个对象相距很远。然而,量子力学一般适用于小物体,如原子和电子,但不适用于大物体,如猫或建筑物。然而,新的实验让量子力学变得“更大”。

在实验中,芬兰阿尔托大学的物理学家米卡·西兰巴(Mika Silamba)团队将两块直径为15微米(只有蜘蛛丝厚度的几倍)的肉眼几乎可见的振动铝板缠绕在一起。每片铝片由大约1万亿个原子组成,这些原子像鼓形表面一样振动,并与微波在微腔中来回反射相互作用。微波像带状导体一样工作,保持两个鼓的运动同步。

在以前的许多纠缠演示中,量子纠缠持续的时间很短,但是在新实验中获得的量子纠缠持续了30分钟。瑟兰巴说,这种量子纠缠理论上可以持续更长的时间,“甚至永远”。

奥地利维也纳大学的洪孙坤团队也在实验中纠缠了15微米长的硅光束对的膨胀和收缩。然而,他们采取了不同的方法,不是使用微波,而是使用红外光,红外光通常在光纤电信网络中传输,这意味着它可以被并入未来的量子互联网。

洪顺坤说:“这是第一次展示人造机械系统的纠缠。这也是首次在肉眼可见的人造结构中看到量子纠缠。”

研究人员表示,这些特殊结构的纠缠意味着离量子互联网的实现又近了一步。然而,一旦量子互联网建成,量子计算机将能够在世界范围内提供牢不可破的通信。