纠缠的钻石模糊了量子经典的鸿沟

日期:2017-12-15 04:09:01 作者:南郭推 阅读:

作者:Lisa Grossman已经制作了两个与耳环一样宽的钻石,以分享被称为纠缠的幽灵般的量子状态这一壮举在室温下进行,模糊了经典和量子世界之间的鸿沟,因为通常量子链在低温下由更小的粒子组成纠缠是量子力学的一个奇怪方面,两个或多个粒子的命运交织在一起 - 即使它们在物理上相距很远例如,电子被纠缠在一起,因此改变一个电子的量子自旋会影响其纠缠伙伴的旋转另一方面,宏观物体应该关注自己的业务 - 翻转一枚硬币不应该迫使相邻的翻转硬币出现在头上但这恰好是在牛津大学实验室工作台上发生的两颗3毫米宽的钻石由Ka Chung Lee和Michael Sprague领导的物理学家能够证明钻石在它们之间共享一种振动状态其他研究人员之前已经在过热的0.06毫米长的金属带中显示出量子效应,这种金属带处于振动而不是同时振动的状态但量子效应是脆弱的一个物体包含的原子越多,它们就越相互挤压,破坏了纠缠的微妙联系将物体冷却到绝对零度以上的分数被认为是防止原子相互暴力的唯一方法 “在我们的案例中,我们说,让我们不要这么做,”牛津大学的伊恩·沃姆斯利(Ian Walmsley)说,钻石被纠缠在一起的实验室负责人 “事实证明,所有你需要做的就是在非常短的时间内观察,然后所有的争吵和抢劫都有机会破坏连贯性”团队在一个超快激光器前面放了两颗钻石,用一个持续100飞秒(或10-13秒)的光脉冲每隔一段时间,根据描述大型物体的经典物理学,其中一个光子应该将其中一个原子中的原子设定为振动这种振动从光子中消耗了一些能量然后,能量较低的光子将移动到探测器上,并且每个钻石将保持振动或不振动但如果钻石表现为量子力学物体,它们将在它们之间共享一种振动模式就好像两颗钻石同时振动而不振动 “量子力学说,这不是/或者,两者兼而有之,”沃尔姆斯利说 “这两个/我们一直在努力证明这一点”为了证明这些钻石真的被纠缠在一起,研究人员在第一次激光脉冲后仅用350飞秒就击中了它们第二个脉冲吸收了第一个脉冲留下的能量,并作为一个超能量光子到达探测器如果系统是经典的,那么第二个光子应该只有一半时间获得额外的能量 - 只有当它碰巧击中了能量首先沉积在其中的钻石时但在200万亿次试验中,研究小组发现第二个光子每次都能获得额外的能量这意味着能量不是局限在一颗钻石或另一颗钻石中,而是它们共享相同的振动状态纠缠的钻石有朝一日可以用于量子计算机,它可以使用纠缠来同时进行许多计算 “真正意识到这样的设备在未来还有很长的路要走,但从概念上说这是可行的,”沃尔姆斯利说他指出,这些钻石仅在7000飞秒内被纠​​缠,这对于实际应用还不够长实验的真正价值在于探索量子力学与经典物理学之间的界限 “我们认为这是第一次将室温,固态系统证明置于这种纠缠的量子状态,”Walmsley说 “这是思考量子力学如何进入古典世界的有趣途径”英国爱丁堡赫瑞瓦特大学的埃里卡安德森对此表示赞同 “我们希望推动并观察量子力学走多远,”她说 “报告的工作是试图将量子力学推向极限的一个重要步骤,从表明越来越大的物理系统可以根据量子力学的'奇怪'预测来表现”期刊:科学,DOI:10.1126 /science.1211914和DOI:10.1126 / science.1215444关于这些主题的更多信息: