物理学家首次公开量子纠缠照片

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:211 /
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格拉斯哥大学物理和天文学院的一组物理学家捕捉到了贝尔纠缠的图像,贝尔纠缠是一种强量子纠缠形式。贝尔纠缠的全帧单幅图像。比例尺& # 8211;1 mm .影像学分:Moreau等人,doi: 10.1126/sciadv.aaw2563。两个相互作用的粒子& # 8212;比如两......

格拉斯哥大学物理和天文学院的一组物理学家捕捉到了贝尔纠缠的图像,贝尔纠缠是一种强量子纠缠形式。

Full-frame single image of Bell entanglement. Scale bar - 1 mm. Image credit: Moreau et al, doi: 10.1126/sciadv.aaw2563.

贝尔纠缠的全帧单幅图像。比例尺& # 8211;1 mm .影像学分:Moreau等人,doi: 10.1126/sciadv.aaw2563。

两个相互作用的粒子& # 8212;比如两个光子穿过一个分束器。有时可以保持联系,瞬间分享他们的身体状态,不管他们之间的距离有多远。

这种联系被称为量子纠缠,是被称为量子力学的物理学分支的一部分,它描述了世界在原子和更小的粒子水平上的工作方式。

量子力学说,在这些非常微小的尺度上,粒子的一些性质完全基于概率。换句话说,没有什么是确定的,直到它发生。

阿尔伯特·爱因斯坦并不完全相信量子力学定律描述了现实。他和其他理论物理学家假设一定有一些隐藏的变量在起作用,这将使量子系统是可预测的。

然而,在1964年,约翰·贝尔发表了这样的观点,即任何具有这种隐藏变量的物理现实模型都必须考虑到一个粒子对另一个粒子的瞬时影响。

根据贝尔的说法,虽然爱因斯坦证明了信息的传播速度不能超过光速,但两个纠缠在一起的粒子在相距很远的时候仍然可以相互影响,即使是在宇宙的另一边。

如今,虽然贝尔纠缠被用于量子计算和密码学等实际应用,但它从未被捕获在一张图像中。

“我们捕捉到的图像是对自然基本属性的优雅展示,这是第一次以图像的形式看到,”保罗-安托万·莫罗博士说,他是团队成员,也是《科学进展》杂志上发表的一篇论文的第一作者。

莫罗博士和他的同事设计了一个系统,可以从量子光源向“非常规物体”发射一束纠缠光子。显示在液晶材料上,当光子通过时会改变其相位。

研究人员建立了一个能够探测单个光子的超灵敏照相机,只有当它同时看到一个光子及其纠缠的“双胞胎”时,它才会拍摄图像,从而创建光子纠缠的可视记录。

莫罗博士说:“这是一个令人兴奋的结果,可以用来推进新兴的量子计算领域,并导致新类型的成像。

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Paul-Antoine Moreau等人,2019年。成像贝尔型非局域行为。科学进展5(7):eaaw 2563;doi: 10.1126/sciadv.aaw2563


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