量子物理学家为收集一组持续的群体创造了新的记录纠缠原子共同获得15万亿个原子,以“热又混乱”的气体共存。
量子纠缠是量子物理学核心的现象,无论它们之间的距离如何,两个粒子都可以神秘地影响彼此 - 因此,测量其中一个粒子可以立即使我们对另一个的测量。
尽管科学家还不完全理解为什么会发生这种情况,但确实发生了。但是证明量子纠缠仍然是一个微妙而具有挑战性的过程。
纠缠状态需要一些非常具体的条件才能存在和生存,大多数在该研究领域的实验都在接近绝对零的温度下进行。
原子云的艺术插图。 (ICFO)
这就是为什么这项新研究是一项成就的原因。科学家能够创造出热量的原子的热,混乱的气体,加热到约450 kelvin(177°C或350°F),充满了大约15万亿个纠缠原子,比以往以前观察到的原子约为100亿。
这些原子也不是孤立的:激光进行的测量表明它们相互碰撞,纠缠对之间有时有成千上万的其他原子。该实验还表明,纠缠状态可能比以前意识到的要强。
“如果我们停止测量,纠缠仍然约为1毫秒,这意味着每秒1000次将纠缠15万亿原子的新批次,”量子物理学家Jia Kong说来自西班牙光子科学研究所(ICFO)。
“您必须认为,对于原子来说,1 MS是很长的时间,足以使大约50次随机碰撞发生。这清楚地表明,这些随机事件不会破坏纠缠。这可能是工作中最令人惊讶的结果。”
而最多量子纠缠实验使用超低温度,以使这些碰撞的干扰降至最低,这项研究(使用rubidium金属和氮气)表明,纠缠可以生存得更高的温度。
如果我们能够在下一代中使用这种现象通信系统和量子计算机,我们需要在更温暖,更嘈杂的环境中工作,这是这项新研究指向的道路。
这些发现将来可能有用的一种方式之一磁脑摄影或磁性脑成像,该过程使用类似的热,高密度原子气体检测脑活动产生的磁场。纠缠可能会使技术更敏感。
但是,就目前而言,科学家已经了解了有关量子纠缠规则的更多信息,以及它可以承受和无法承受的。
“这个结果令人惊讶,这与每个人对纠缠的期望的真正不同,”ICFO量子物理学家摩根·米切尔(Morgan Mitchell)说。
“我们希望这种巨大的纠缠状态将在从脑成像到自动驾驶汽车到搜索的应用中,在应用程序中提高传感器性能暗物质。”
该研究已发表在自然通讯。