在新的實驗中,幽靈般的量子糾纏變得很大
量子糾纏已經(jīng)離開了極小的領(lǐng)域,并且越過了正常的小小。兩組研究人員報告說,如果你有敏銳的視力,他們已經(jīng)在用放大鏡甚至是肉眼可見的一對搖晃物體之間產(chǎn)生了空靈的量子聯(lián)系或糾纏。
物理學(xué)家MikaSillanpää及其同事糾纏了兩個振動鋁板的運動,每個鋁板的直徑為15微米 - 是蜘蛛絲厚度的幾倍。物理學(xué)家Sungkun Hong及其同事用15微米長的硅制成了一個類似的壯舉,它在梁的一部分中在寬度上擴展和收縮。兩支球隊在4月26日報告其結(jié)果自然。
“這是對人工機械系統(tǒng)糾纏的第一次證明,”維也納大學(xué)的洪說。以前,科學(xué)家們已經(jīng)將兩顆鉆石中的振動糾纏在一起,這兩顆鉆石是肉眼可見的,這意味著它們?nèi)庋劭梢?或幾乎可見)。但這是第一次在由人類構(gòu)建的宏觀結(jié)構(gòu)中看到糾纏,其可以被設(shè)計為滿足特定的技術(shù)要求。
糾纏是量子力學(xué)的一個奇怪特征,通過這個特征,兩個物體的屬性交織在一起。測量一個物體的屬性會立即顯示另一個物體的狀態(tài),即使兩個物體可能分開很遠的距離(SN:8/5/17,第14頁)。
量子力學(xué)的奇怪規(guī)則通常適用于小型炸 - 原子,電子和其他微小粒子 - 而不適用于較大的物體,如貓,椅子或建筑物。但是這種分裂導(dǎo)致了一個令人困惑的難題。“原子表現(xiàn)得像原子一樣,貓的表現(xiàn)就像貓一樣,那么兩者之間的過渡是什么?”渥太華加拿大國家研究委員會的物理學(xué)家本蘇斯曼說,他沒有參與這項研究。
現(xiàn)在,科學(xué)家正在將分界線擴展到越來越大的物體。芬蘭阿爾托大學(xué)的Sillanpää說:“我們的動機之一是繼續(xù)測試我們能夠推動量子力學(xué)的進展。” “對于大型物體來說,可能存在一些基本限制”并且仍然是量子的。
在Sillanpää的實驗中,兩個微小的鋁板 - 由大約一萬億個原子組成,肉眼幾乎看不見 - 像鼓面一樣振動,并與微波在空腔中來回反彈。那些微波爐起著鼓大調(diào)的作用,導(dǎo)致兩個鼓面同步他們的動作。在之前許多糾纏的演示中,微妙的量子聯(lián)系是短暫的。但是,Sillanpää說,這一次是長壽的,持續(xù)長達半小時的實驗,理論上甚至更長。“基本上,我們的糾纏永遠存在。”
采取不同的策略,洪和同事展示了兩個硅梁的糾纏,大到足以用放大鏡看到。在每個光束的一個區(qū)域內(nèi),在一個由約100億個原子組成的1微米長的部分中,該結(jié)構(gòu)膨脹和收縮 - 好像深呼吸進出 - 以響應(yīng)被光線擊中。Hong及其同事的工作不是使用微波,而是使用通常在由光纖制成的電信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)牟ㄩL的紅外光,這意味著它可以被整合到未來的量子互聯(lián)網(wǎng)中。“從技術(shù)的角度來看,這確實至關(guān)重要,”科羅拉多州博爾德市國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的物理學(xué)家John Teufel說,他沒有參與這項工作。
科學(xué)家可以在量子網(wǎng)絡(luò)中使用這種振動結(jié)構(gòu),將量子信息從一種類型轉(zhuǎn)換為另一種類型,例如,從光粒子轉(zhuǎn)變?yōu)檎駝?。一旦?gòu)建,量子互聯(lián)網(wǎng)可以允許量子計算機進行通信并在全球范圍內(nèi)提供不可靠的通信(SN:10/15/16,第13頁)。
纏繞這些特殊設(shè)計結(jié)構(gòu)的能力使科學(xué)家們更接近這一愿景。“你真的可以開始考慮用這些東西構(gòu)建真正的設(shè)備,”Sussman說。
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