首页  >  科技频道  >  业界资讯  > 正文

宏观物体量子纠缠证据确凿

2021-05-11 09:58:51 | 来源: 科技日报 | 责编: 郑思雯
分享到:

  美国《科学》杂志近日发表两项量子力学重磅突破:其中一项研究,科学家发现了宏观物体量子纠缠的直接证据;另一项研究则实现了对不确定性原理的“规避”,而这正是量子力学的基本定律之一。这两项实验都以确凿的证据证明了宏观物体也可以实现量子纠缠,不但有望在未来量子网络中提供长期网络节点,还能极大地推动暗物质与引力波探测相关技术研发。

  如果说量子力学有什么“令人讨厌”之处,那就是人们会认为这一领域很大程度上如同“想象”的学科——在现实中几乎不可能看到。实际上,量子力学不仅仅是微观的理论,我们所知的所有物质,从根本上来说都是量子。但不得不承认,奇怪的量子效应在大于几个原子的任何事物中都很难观察到。因此,找寻宏观物体的量子效应的证据,也成为物理学家们的一大目标。

  此次,在《科学》刊登的其中一项研究中,美国国家标准技术研究所团队使用微波脉冲让两张小的铝片膜进入量子纠缠状态。该铝片膜的尺寸为每张长20微米,宽14微米,厚度100纳米,质量为70皮克,相当于大约1万亿个原子的质量——尽管非常微小,但以量子的标准而言,它们已经达到了相当大的尺度。

  在施加脉冲微波后,铝片膜维持了大约1毫秒的量子状态,团队成员仔细分析了反射的微波。通常来讲,反射回的微波应是随机的,但是当他们将结果绘制成图、对比两者信息时,却发现两张铝片膜看似无规律的振动之间,其实存在着高度的关联性。这一点只有量子纠缠才做得到,也就是两张铝片膜发生了量子纠缠。此后,团队又进行了1万次重复实验。

  在另一项研究中,芬兰阿尔托大学等研究机构组成的联合团队在8毫开尔文的温度下,让两个铝鼓膜进入长时间、相对稳定的纠缠态。研究人员可以对同一个纠缠态进行多次测量,实现了“规避”量子力学中的不确定性原理。

  研究人员表示,如果将两个鼓视为一个量子力学实体,那么其运动状态的不确定性就被消除了。但实验中没有任何地方违反不确定性原理,他们是选择了一组特定的、不会被该原理“禁止”的参数。(张梦然)

  总编辑圈点

  理解量子世界,需要“脑洞大开”“轻装上阵”,最好把在宏观世界的既往经验都丢掉,才能窥得这个微观世界的神奇。一般认为,在宏观世界,因为“噪音太大”,量子效应的魔法就会失灵。这一次,科研人员通过巧妙的实验设计,证明宏观物体也能发生量子纠缠——也就是“心灵感应”般的相互作用。尽管只有1毫秒,但放在量子尺度上,也是具有说服力的时长了。科研人员说,他们并没有发现什么新的量子力学,但实验结果本身,已经具有相当的突破性和颠覆性。

国际在线版权与信息产品内容销售的声明:

1、“国际在线”由中国国际广播电台主办。经中国国际广播电台授权,国广国际在线网络(北京)有限公司独家负责“国际在线”网站的市场经营。

2、凡本网注明“来源:国际在线”的所有信息内容,未经书面授权,任何单位及个人不得转载、摘编、复制或利用其他方式使用。

3、“国际在线”自有版权信息(包括但不限于“国际在线专稿”、“国际在线消息”、“国际在线XX消息”“国际在线报道”“国际在线XX报道”等信息内容,但明确标注为第三方版权的内容除外)均由国广国际在线网络(北京)有限公司统一管理和销售。

已取得国广国际在线网络(北京)有限公司使用授权的被授权人,应严格在授权范围内使用,不得超范围使用,使用时应注明“来源:国际在线”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

任何未与国广国际在线网络(北京)有限公司签订相关协议或未取得授权书的公司、媒体、网站和个人均无权销售、使用“国际在线”网站的自有版权信息产品。否则,国广国际在线网络(北京)有限公司将采取法律手段维护合法权益,因此产生的损失及为此所花费的全部费用(包括但不限于律师费、诉讼费、差旅费、公证费等)全部由侵权方承担。

4、凡本网注明“来源:XXX(非国际在线)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,丰富网络文化,此类稿件并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

5、如因作品内容、版权和其他问题需要与本网联系的,请在该事由发生之日起30日内进行。