本報(bào)訊（記者陳丹）據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月9日（北京時(shí)間）報(bào)道，英國(guó)格拉斯哥大學(xué)、赫瑞-瓦特大學(xué)以及加拿大渥太華大學(xué)的研究人員攜手合作，首次利用照相機(jī)拍攝到量子糾纏的圖像。量子加密通信、量子計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展都需要依靠量子糾纏的物理特性，最新研究成果朝著開(kāi)發(fā)這類應(yīng)用邁進(jìn)了一步。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。
量子糾纏是一種量子力學(xué)現(xiàn)象，處于糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子即使距離遙遠(yuǎn)，也保持著特別的關(guān)聯(lián)性，對(duì)一個(gè)粒子的操作會(huì)影響到另一個(gè)粒子。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，當(dāng)其中一個(gè)粒子被測(cè)量或者觀測(cè)到，另一個(gè)粒子也隨之在瞬間發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)改變。這種仿佛心有靈犀一般的一致行動(dòng)超出了經(jīng)典物理學(xué)規(guī)則的解釋范疇，被愛(ài)因斯坦形容為“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用”。
在此次實(shí)驗(yàn)中，研究小組使用了一個(gè)具有高靈敏度的照相機(jī)來(lái)測(cè)量光子的高維空間糾纏。光子的糾纏態(tài)是用一種特殊的晶體將一個(gè)單光子一分為二來(lái)創(chuàng)建的。通過(guò)給這些光子對(duì)拍照，研究人員可以對(duì)光子位置之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行測(cè)量，這是經(jīng)典物理學(xué)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。借助201×201像素陣列，照相機(jī)可在同一時(shí)刻觀察到量子光場(chǎng)的全景，研究小組也得以看到多達(dá)2500種不同的糾纏態(tài)。
參與該項(xiàng)研究的格拉斯哥大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)學(xué)院教授邁爾斯·帕吉特說(shuō)：“一張圖片勝過(guò)千言萬(wàn)語(yǔ)，這句格言用在此處再恰當(dāng)不過(guò)了。每個(gè)像素都含有自己的信息，從而可能給量子加密通信的數(shù)據(jù)容量帶來(lái)革新?！?/p>
他表示：“這項(xiàng)研究是朝著未來(lái)量子技術(shù)邁進(jìn)的重要一步，同時(shí)也顯示了照相機(jī)的一個(gè)重要新功能，那就是在量子信息科學(xué)方面的應(yīng)用。”
總編輯圈點(diǎn)
在量子世界中，與奇怪的定理相聯(lián)系的是許多奇怪的現(xiàn)象，比如測(cè)不準(zhǔn)原理,比如薛定諤的貓，再比如這個(gè)愛(ài)因斯坦的“幽靈”——量子糾纏。一副萬(wàn)物皆可能有默契的樣子，讓人無(wú)論站在人文還是科學(xué)的高度上，僅靠言語(yǔ)都難于描述一二。幸好，現(xiàn)在科學(xué)家把它拍下來(lái)了，當(dāng)嘴巴因無(wú)力選擇緘默時(shí)，我們還可以靠眼睛，直觀的對(duì)視那無(wú)比奇妙的微觀世界，期盼著從中窺探更多的可用信息，以完成宏觀世界中對(duì)量子通信及量子計(jì)算的建設(shè)。
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