難以捕獲的視覺證據:首張量子糾纏圖像問世

2020-12-01 新華網客戶端

英國物理學家首次拍攝到的量子糾纏圖像。圖片來自網絡

       據物理學家組織網近日報導，英國物理學家首次拍攝到一種量子糾纏的照片，捕獲到這種難以捉摸現象的視覺證據，最新研究有望促進量子計算等領域的發展。

      在量子力學領域，兩個相互作用的粒子——例如通過分束器的兩個光子，無論它們相隔多遠，仍能以一種非常奇怪的方式「糾纏」在一起，瞬間共享它們的物理狀態。這種聯繫被稱為量子糾纏，是量子力學領域的基本現象之一，愛因斯坦曾將其稱為「幽靈般的超距作用」。

      今天，雖然量子糾纏在量子計算和密碼學等實際應用中「大顯身手」，但它從未被單張圖像捕獲過。最新研究中，格拉斯哥大學的物理學家建立了一個複雜的實驗，用一張圖像捕捉到了量子糾纏現象。

      研究人員設計了一套系統，該系統朝著在液晶材料上顯示的「非傳統物質」發射了源於一個量子光源的一束糾纏光子，這些液晶材料會在光子通過時改變光子的相位。

      他們放置了一臺超靈敏的相機，能夠檢測單個光子。在看到光子和與它發生糾纏的「雙胞胎」同時出現時，相機拍攝了圖像，首次為光子糾纏留下了珍貴的影像，得到的圖像始終顯示兩個光子似乎相互反射並形成了一個指環形狀。

      論文第一作者、格拉斯哥大學校物理與天文學院保羅-安東尼·莫羅博士說：「這張圖像是對自然基本屬性的優雅展示，量子糾纏第一次以圖像的形式被看到，這一結果可推動量子計算新興領域的發展，並催生新型成像技術和設備。」

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