物理學家已經確認遠處的顆粒確實可以互相影響並以奇怪的方式行事,而這種奇怪的方式無法通過常識來解釋,或者在大多數情況下是物理定律。
這種怪異的行為是所謂的量子“怪異”,儘管有很多實驗表明存在它,但這是第一次被證明沒有漏洞的測試,證明這一點阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)對量子力學是錯誤的。
根據量子理論,直到測量粒子的性質才存在,這意味著它只是以疊加狀態懸掛,直到有人決定檢查它。顆粒也可以是糾纏,這意味著它們是密不可分的聯繫在一起的,並且它們的性質僅通過與另一個的相反來定義。
因此,這意味著當您測量粒子時,您不僅在那一刻確定其性質,還定義了其糾纏夥伴的本質。無論粒子有多遠,該定義都會立即發生。出於這個原因愛因斯坦和許多其他物理學家都懷疑存在量子糾纏的存在,因為從本質上講,這意味著在兩個糾纏粒子之間傳遞的信息比光速更快(就像我們說的那樣,怪異的怪異)。
這項最新的實驗涉及來自荷蘭,英國和西班牙的物理學家,他們糾纏了一對距離1.3公里的電子對。在荷蘭的代爾夫特技術大學研究員B. Hensen的帶領下,該團隊測量了其中一個電子,而小組立即觀察到其伴侶是否受到影響。
這是愛爾蘭物理學家約翰·貝爾(John Bell)在1960年代設計的經典“貝爾實驗”的看法,以測試是否有更明智的解釋糾纏。根據世界的理性觀點,在一定距離之後,由於粒子太遠而無法彼此交流,因此相關性應不復存在。但是根據量子理論,將沒有距離限制。
在過去的30年左右的時間裡,貝爾實驗已經多次嘗試,總是表明量子理論是真實的。但是在所有這些實驗中,都存在漏洞- 通常,大多數研究人員糾纏著由於其超快速性而難以固定和測量的光子,因此在測量之前丟失了多達80%的光子,從而使結果尚無定論。
為了關閉該漏洞,許多物理學家使用糾纏離子而不是光子。但是,這打開了另一個漏洞,因為這些離子的分開不足以排除它們並沒有通過正常傳達信息來互相影響 - 換句話說,速度低於光速。
新的實驗通過將光子的益處與電子的益處相結合,從而彌合了這兩個漏洞,這些漏洞易於測量。為此,團隊用兩個不同的光子糾纏了兩個電子的自旋。這兩個電子相距1.3 km,而光子被發送到第三位置,然後分別互相糾纏。
“一旦光子糾纏,賓果遊戲,兩個原始電子旋轉也坐在遙遠的實驗室中,報告科學作家Zeeya Merali在FQXI博客上。 “該團隊對實驗進行了245次試驗,比較了糾纏的電子,並報告貝爾的界限被侵犯了。”
因此,這意味著確實存在一些怪異的量子行為,並且結果不能歸咎於某種漏洞。
“我們的實驗實現了第一個同時解決檢測漏洞和位置漏洞的第一個鈴鐺測試,”作者在Arxiv寫信,他們已經發布了早期結果。他們現在完善實驗在同行評審期刊上出版。
“這是一個非常漂亮而美麗的實驗,一個人只能為此表示祝賀,”奧地利維也納大學的競爭對手團隊的負責人安東·齊林格(Anton Zeilinger)沒有參與研究,告訴雅各布·阿隆(Jacob Aron)新科學家。 “我希望他們改善了實驗,到發佈時,他們將擁有更好的數據……毫無疑問,它將承受審查。”
但是,還有另一個原因是人們如此熱衷於進行無漏洞的鈴鐺測試。我T也是邁出的重要一步量子密碼學,這是一個假設的不可用的安全系統,取決於糾纏粒子進行驗證。
可以想像,對於一個迫切需要更好的互聯網的世界,這種系統將非常有利可圖。現在看來,亨森和他的同事可能終於釘了它。我們很高興看到接下來會發生什麼。