曾被爱因斯坦本人嘲笑为“幽灵般的远距离行动”, 量子这是一种奇怪的现象,两个量子粒子相互作用,使它们变得紧密相连,并且本质上“共享”一个存在。
这意味着一个粒子发生的事情将立即直接影响另一个粒子——即使它远在许多光年之外。 听起来很疯狂,但是事实上,现在世界各地的实验室都在使用这种技术,中国的物理学家刚刚打破了当前有多少光子(或光粒子)可以纠缠的记录。
曾经被认为是一种罕见的现象,并且仅限于讨论到底发生了什么重要的事情落入事件视界的一个- 剧透:我们仍然不知道 -量子纠缠近年来已成为物理学家研究各种领域的中流砥柱密码学到传送。
可以说,目前量子纠缠最令人兴奋的应用是量子计算- 一项有望实现的技术改变一切关于我们未来如何处理和存储信息。
考虑一下:谷歌的新“' 已经比你的笔记本电脑快一亿倍了,并且它甚至不是一台真正的量子计算机。
物理学家已经非常擅长在实验室中纠缠光子 - 以至于美国的这个团队正在研究如何招募人类志愿者用肉眼“看到”它。 但一次可以纠缠的数量是有限的。
正如麻省理工学院技术评论报道直到最近,一次可以纠缠的光子数量的极限仅为八个,而且这种纠缠事件只能以每小时约九个事件的速度产生。
如果我们想一劳永逸地证明这一点量子隐形传态是未来可行的技术,我们将不得不以更快的速度产生纠缠,并涉及更多的光子。
幸运的是,合肥中国科学技术大学的一个团队声称正在做这件事。
“今天,他们宣布首次产生了 10 光子纠缠,而且他们的计数率比迄今为止任何可能的计数率高出三个数量级,”技术评论说。
那么他们是怎么做到的呢? 由物理学家 Xi-Lin Wang 领导的研究人员找到了如何克服使用自发参量下转换过程来纠缠光子的主要障碍。
基本上,如果你想产生纠缠光子,你需要获取一个高能光子,并使用激光将其分成两个在β-硼酸钡晶体内电荷较低的光子。 这两个光子自然会相互纠缠。
要创建诸如八光子纠缠或破纪录的 10 光子纠缠之类的东西,您可以通过分束器馈送它们并让它们完全相同地到达,这样您就可以组合纠缠对。
为了产生越来越多的纠缠对,你需要不断地攻击晶体,但问题是你只会成功大约每万亿次尝试中就有一次。 然后你必须确保你确实收集了你生产的那些。
“这不是一件容易的事,”技术评论解释”,“尤其是因为光子从晶体中出来的方向略有不同,这两个方向都无法轻易预测。物理学家从它们最有可能出现的两个点收集光子,但大多数纠缠光子都丢失了。 ”
一定有更好的方法,对吧? 正确的。
王的团队找到了解决这个问题的方法,通过控制光子束的形状来限制这些纠缠子光子飞出的方向数量。
他们不仅增加了可以通过这种方式收集的纠缠对的数量,而且还将这项新技术与每瓦 1000 万的激光功率结合起来,从而可以一次纠缠更多的光子。
研究人员在论文中表示:“我们首次证明了 10 个单光子的真正且可蒸馏的纠缠。”发表在预印本网站 arXiv.org 上。
值得注意的是,该研究在接受期刊同行评审之前已在网上发表,因此该记录需要得到独立确认。
但一旦正式宣布,这个新的,生产连接量子纠缠对的更有效过程可以推广到世界各地的实验室,并帮助我们一劳永逸地弄清楚量子计算机是否存在确实是他们所吹捧的那样。