今天是阿波羅11號登月出發(fā)的紀念日,但是就在今天,世界首張量子糾纏圖像誕生!其影響程度絲毫不亞于世界首張黑洞照片公布!
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所謂量子糾纏,其實不難理解,舉例來說,以兩顆向相反方向移動但速率相同的電子為例,即使一顆跑到水星旁,一顆跑到太陽系邊緣,兩者在如此遙遠的距離下,它們?nèi)匀荒軌虮粚Ψ接绊?,即當其中一顆被操作而狀態(tài)發(fā)生變化,另一顆也會即時發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化。
如此奇怪的現(xiàn)象也被稱愛因斯坦稱為鬼魅似的超距作用,簡單來說就是幽靈。這種神秘的現(xiàn)象讓人匪夷所思,仿佛兩顆電子擁有超越光速的秘密通信通道一般,這種心有靈犀的狀態(tài)似與狹義相對論中所謂的定域性原理相違背。
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而近日,來自格拉斯哥大學(xué)物理與天文學(xué)院的Paul-Antoine Moreau博士設(shè)法拍攝了一種稱為貝爾糾纏的強烈形式的量子糾纏的照片 ,這是世界上首張量子糾纏圖像,照片一經(jīng)公布在科學(xué)界引起軒然大波,隨之而來的爭論再次將量子糾纏推向了風(fēng)口浪尖!
據(jù)了解,他們設(shè)計了一種新型系統(tǒng),可以從“非常規(guī)物體”的量子光源發(fā)射一束糾纏光子,并使之顯示在液晶材料上,而這些材料在光子通過時會改變光子的相位,所謂光的相位是指光波在前進時,光子振動所呈現(xiàn)的交替的波形變化。由于光是電磁波,其光子振動與磁振動垂直又與波的傳播方向垂直,導(dǎo)致了傳播時波形的變化。同一種光波通過折射率的不同的物質(zhì)時,光的相位就會發(fā)生變化,波長和振幅也會發(fā)生變化。
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不僅如此,他們還設(shè)置了一個能夠檢測單個光子的超靈敏相機,當它看到一個光子和它的糾纏的“雙胞胎” 時才會拍攝圖像,從而捕捉到光子糾纏的精彩瞬間。
量子糾纏其實早在幾年前就被運用到高科技上,2017年6月16日,我國量子科學(xué)實驗衛(wèi)星墨子號首先成功實現(xiàn),兩個量子糾纏光子被分發(fā)到相距超過1200公里的距離后,仍可繼續(xù)保持其量子糾纏的狀態(tài)。
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量子糾纏的超光速令人匪夷所思,但是遺憾的是它不能傳遞信息,因為我們并不能把二進制的信息刻錄到量子糾纏上,因為所有對糾纏光子的測量所導(dǎo)致的自旋結(jié)果都是隨機的,我們并不能刻意控制糾纏光子的自旋方向!但是同時,量子的這種特性也就決定了量子疊加態(tài)無法被克隆復(fù)制換句話說,它加密的信息絕對安全。于是我們就可以把量子的這種特性用來保護傳統(tǒng)的電磁波信息。
舉例來說,如果量子態(tài)突然變化了,我們就知道這個信息被測量過,也就知道這個信息已經(jīng)或正在被竊聽,那么我們采取必要的手段來防止信息的泄露,我們的信息安全將得到絕對的保護!
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