科學家展示1600萬個原子在一個1厘米見方晶體內(nèi)量子糾纏

　　量子理論預測，大量原子能發(fā)生量子糾纏。此前，科學家曾展示了2900個原子的量子糾纏現(xiàn)象。據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道，瑞士日內(nèi)瓦大學的科學家在最新研究中，展示了1600萬個原子在一個1厘米見方晶體內(nèi)的量子糾纏，研究發(fā)表在近日出版的《自然·通信》雜志上。

　　量子糾纏是量子力學理論預測的一種物理現(xiàn)象，指粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統(tǒng)中相互影響，這種影響不受距離的限制，即使兩個粒子分隔在直徑達10萬光年的銀河系兩端，一個粒子的變化仍會瞬間影響另外一個粒子。

　　量子糾纏是方興未艾的量子革命的先決條件，對量子計算機的運算能力和操作模式影響巨大。此外，根據(jù)量子糾纏原理，科學家提出了量子通信的設想。

　　按照不確定性原理，這種傳輸信息的方式從根本上杜絕了被破譯的可能，即使信息被截取，其不確定性也會使破譯者根本無從下手，這對數(shù)據(jù)保護尤其是數(shù)據(jù)加密來說至關重要。

　　讓兩個粒子發(fā)生糾纏并非難事。例如，分開一個光子會生成兩個相互糾纏的光子，這兩個光子擁有相同的屬性和行為。日內(nèi)瓦大學應用科學團隊的研究人員弗洛里安·夫洛韋思說：“但我們無法直接觀測幾百萬個原子之間的糾纏過程，因為需要收集和分析的數(shù)據(jù)量太大?！?

　　為了解決這一問題，此次夫洛韋思和同事選擇了一種不那么直接的方法：他們讓一個光子通過一個量子中繼器——被冷卻到零下270℃的富含稀土原子的晶體。當單個光子滲入這個小晶塊時，其內(nèi)的原子會發(fā)生糾纏；而當晶體再次釋放單個光子但沒有閱讀它接收的信息時，糾纏再次發(fā)生。他們研究了晶體重新釋放出來的光的屬性，同時分析了其統(tǒng)計特性等，成功展示了1600萬個原子之間的糾纏現(xiàn)象。