研究人员设计了一种新方法,使他们能够按需产生量子纠缠,这是两个量子粒子的莫名其妙的链接。
创建量子纠缠
荷兰代尔夫特理工大学Qutech的量子物理学家团队成功地产生了量子纠缠的速度,而纠缠却更快。
研究人员开发了一种新方法,使他们能够如此可靠地创建这些纠缠,以至于他们最成功的壮举在一秒钟内以超过2米的距离产生了近40个量子纠缠。
在纸上出版在日记中自然,由Qutech科学总监Ronald Hanson领导的团队描述了他们的新壮举如何有可能为一系列高级应用程序铺平道路,包括受量子加密保护的互联网黑客不可能违反。
什么是量子纠缠?
当涉及到令人困扰的科学时,量子纠缠在列表的顶部。阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)本人著名地将其称为“远距离怪异的行动”,但当今时代的量子物理学家一遍又一遍地证明量子纠缠是真实的。
当非常非常小的粒子彼此相连时,纠缠发生时会发生,以至于其中一个似乎会影响彼此的任何事情,即使它们被巨大的时空膨胀时。当研究人员衡量一个粒子的状态时,即使根本没有观察到它,他们也能够确定其伴侣的状态。
但是,使量子纠缠变得如此荒谬的是,爱因斯坦无法接受的是,量子颗粒始终处于恒定的状态,直到观察到它们为止。
遵循这个概念,任何给定的粒子都可以顺时针或逆时针旋转,例如Schrödinger的臭名昭著的CAT,直到测量粒子并“决定”以顺时针或逆时针旋转为止。
使用量子纠缠,当一个粒子“决定”顺时针旋转时,立即知道另一个粒子逆时针旋转。
纠缠状态
21世纪的研究人员不仅证明了爱因斯坦的错误,他们也有达到重大突破在Quantum纠缠的怪异和古怪的科学中。最近,代尔夫特的团队能够使用基于现有实验的新方法来按需创建量子纠缠。
2015年,汉森和他的团队能够证明这一点“怪异的动作”是真实的通过在相距1.3公里的两个光子之间形成量子纠缠。
这是该方法的工作方式。研究人员将钻石晶体带有一个未定状态的电子,这意味着电子都位于上下位置。然后,他们在电子上发光激光束,导致它们散发光子或光颗粒,然后与电子纠缠。
当研究人员合并每个光子时,两个电子都彼此纠缠在一起。光子在单波中聚集在一起,量子纠缠成为成功。
不幸的是,外部噪声导致纠缠在一秒钟内迅速降解。通过基于这种方法,汉森的团队能够创建一种更强大的方法,使他们可以按需生成纠缠。
按需量子纠缠
研究人员使用了配备智能检查和余额的装配线,使他们能够确保它已经准备好纠缠。合着者彼得·汉弗莱斯(Peter Humphreys)说,结果是一个比旧方法快一千倍的系统。
“就像当前的互联网一样,我们总是希望在线上,系统必须纠缠在每个请求上,”说汉森。
在装配线上,他们能够尝试创建一千次纠缠,直到提出拼写成功的光子。接下来,他们通过用轻柔的微波脉冲将其屏蔽到递送时间,从而保护了纠缠状态,这是每秒钟的十分之一。
使用此方法,团队能够生成39个量子纠缠,衰减仅发生五次。通过将此结果与较旧的实验相结合,他们能够在产生新的纠缠同时保护纠缠状态,研究人员认为他们可以建立具有超过两个连接的计算机的量子网络。
汉森说:“在2020年,我们希望通过量子纠缠在荷兰的四个城市。” “这将是世界上第一个量子互联网。”
照片:GabrielAndrésTrujilloEscobedo |Flickr