科学家找到测量化学反应中量子纠缠的方法

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:947 /
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普渡大学研究人员阿朵修改了一个流行的定理& # 8212;叫做贝尔不等式& # 8212;用于识别量子纠缠并将其应用于化学反应。在此图中,一个光子(紫色)携带的能量是另一个光子(黄色)的一百万倍。影像学分:NASA /索诺马州立大学/奥罗尔·西蒙尼特。该研究的主要作者Sabre ......

普渡大学研究人员阿朵修改了一个流行的定理& # 8212;叫做贝尔不等式& # 8212;用于识别量子纠缠并将其应用于化学反应。

In this illustration, one photon (purple) carries a million times the energy of another (yellow). Image credit: NASA / Sonoma State University / Aurore Simonnet.

在此图中,一个光子(紫色)携带的能量是另一个光子(黄色)的一百万倍。影像学分:NASA /索诺马州立大学/奥罗尔·西蒙尼特。

该研究的主要作者Sabre Kais教授说:“还没有人在实验上证明化学反应中存在纠缠,因为我们还没有办法测量它。

“我们第一次有了测量它的实用方法。”

“现在的问题是,我们能否利用纠缠对我们有利来预测和控制化学反应的结果?”

自1964年以来,贝尔不等式得到了广泛验证,并被用作识别纠缠的入门测试,纠缠可以用离散测量来描述,例如测量量子粒子的自旋方向,然后确定该测量是否与另一个粒子的自旋相关。

如果一个系统违反了不等式,那么纠缠就存在。

但是描述化学反应中的纠缠需要连续的测量,例如散射反应物并迫使它们接触并转化为产物的光束的不同角度。

如何准备输入决定了化学反应的输出。

The quantum simulation of a chemical reaction yielding deuterium hydride validated the new method: sensors (orange) are used to detect scattered particles and count numbers for each angle (Z measurement); molecules that are not scattered will go to another sensor (gray), by which they will be measured on the eigenstates ∣+> and ∣-> (X measurement). Image credit: Junxu Li & Sabre Kais, doi: 10.1126/sciadv.aax5283.

产生氢化氘的化学反应的量子模拟验证了新方法:传感器(橙色)用于检测散射粒子并计数每个角度的数量(Z测量);未被散射的分子将进入另一个传感器(灰色),通过该传感器测量∣+>的本征态;和∣->;(X测量)。影像学分:李;Sabre Kais,doi: 10.1126/sciadv.aax5283。

凯教授和他的同事李将贝尔不等式推广到化学反应中的连续测量。

此前,该定理已被推广到光子系统中的连续测量。

该团队在产生分子氢化氘的化学反应的量子模拟中测试了广义贝尔不等式。

由于模拟验证了贝尔定理,并表明纠缠可以在化学反应中分类,研究人员提议在实验中进一步测试氢化氘的方法。

“我们还不知道在化学反应中利用纠缠可以控制哪些输出& # 8212;只是这些产出会有所不同,”凯教授说。

"使纠缠在这些系统中可测量是重要的第一步."

该团队的论文于本月在《科学进展》杂志上在线发表。

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李与。佩剑凯思。2019.化学反应中的纠缠分类器。科学进展5(8):eaax 5283;doi: 10.1126/sciadv.aax5283


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