本報訊 據(jù)最新出版的《物理評論快報》雜志報道,一個由法國、德國和西班牙物理學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)首次確鑿地證明:從電晶體裝置中分離出來的粒子,仍可實(shí)現(xiàn)量子糾纏。這是量子力學(xué)的一次突破性進(jìn)展。量子糾纏在全固體材料中的完美實(shí)現(xiàn),意味著量子力學(xué)真正走進(jìn)了電子元件中,量子糾纏和全固體材料結(jié)合的目的就是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算以及更加固若金湯的通信。
簡單來說,量子糾纏是一種量子力學(xué)現(xiàn)象,具有量子糾纏現(xiàn)象的成員系統(tǒng)們,即使距離遙遠(yuǎn),仍保有特別的關(guān)聯(lián)性,仿若“心有靈犀”一般,也就是當(dāng)其中一顆電子由于被操作,狀態(tài)發(fā)生變化時,另一顆也會即刻發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化,仿佛兩顆電子擁有超光速的秘密通信一般。這種被愛因斯坦時代的科學(xué)家們稱為“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用”的現(xiàn)象,實(shí)際上是打開人類進(jìn)入量子世界的“鑰匙”,其一旦純化,包括量子密碼術(shù)、量子信息學(xué)及量子計(jì)算機(jī),都將應(yīng)運(yùn)而生。
然而常見的狀況是:受實(shí)驗(yàn)條件的限制和不可避免的環(huán)境噪聲的影響,科學(xué)家們制備出來的糾纏態(tài)并非都是最大糾纏態(tài),慢慢會退化成為混合態(tài),而使用這種混合糾纏態(tài)進(jìn)行量子通信和量子計(jì)算都將會導(dǎo)致信息失真。
此次,研究人員終于首次實(shí)現(xiàn)了高度完美化的糾纏態(tài)。其類似于光子的糾纏,在光學(xué)系統(tǒng)中,光子即使經(jīng)分光后,仍然表現(xiàn)為“一致行動”?,F(xiàn)在,研究人員利用超導(dǎo)體中的電子取代光子,來作為電路中的粒子,雖然兩個量子點(diǎn)只相距1微米左右,但對于此類實(shí)驗(yàn)來說,這個距離大到足以證明糾纏態(tài),物理學(xué)家終于在全固體材料中完美演繹了實(shí)驗(yàn)。
有評論稱,該成果讓科學(xué)家邁入了量子研究的新境界,因?yàn)榛\統(tǒng)地講,無論是光學(xué)還是固態(tài)系統(tǒng),都具有實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和安全通信的潛力,但固體材料中的量子糾纏,最終更易將技術(shù)納入到電子設(shè)備中。人們可欣喜地看到,在以原子為基石的微觀世界里,光與電的行為將不再服從古典規(guī)則,而是量子物理規(guī)律。