發現量子測量新思路

2020-09-11 未來科技俠

量子因其固有的不確定性,使得科學家發現它和研究它充滿了不確定性,就像是打撞球一樣,運氣的成分多。


物理學家一直在試圖闡明量子粒子遵循的定律,但是不是一件容易的事。量子力學與經典物理學的最基本原理背道而馳,以至於愛因斯坦本人也將量子糾纏稱為「遠距離的怪異動作」。超過一個世紀的嘗試來理解粒子,我們仍然只剩下概率而不是確定性。

德國物理學家維爾納·海森堡(Werner Heisenberg)的不確定性原理指出,即使使用像光一樣柔和的東西,也無法精確測量原子的位置,因為所有事物(包括光)都具有動量,並且會在接觸時使原子移動。當科學家確定原子位置時,他們得到的是對原子移動到的位置的測量,而不是原子原來的位置。


以糾纏態處理原子會使量子測量在更大範圍內變得不準確。在這種奇怪的現象中,一個粒子與另一個粒子無關,而與距離無關,移動一個粒子會立即直接影響另一個粒子。

英國牛津大學的TJ Elliott領導的物理學家能夠收集有關主要原子團的基本信息,例如原子的密度及其在糾纏時彼此之間的接近程度,而不會弄亂糾纏。他們發表在《物理評論》 A上的研究表明,通過測量原子本身而不是異常分子的行為,他們可以以較少幹擾,較少破壞性的方式更好地理解原子密度。


這也被認為是一項突破,因為物理學家現在可以看到原子在做什麼,而不僅僅是看到他們在做什麼。仿真表明,該新方法適用於各種糾纏的量子系統,並且可以進行修改以測量其他性質,例如糾纏原子的磁化強度,從而為更好地理解粒子行為提供了可能性。

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