光粒子新研究進展對量子理論提出挑戰

2020-11-25 OFweek光電新聞網

科學家們在創建配對的光粒子時發現了一種新的機制,這將可能對量子物理的研究產生重大的影響。

在東安格利亞大學(UEA)的研究人員表明,作為光的基本組成粒子,光子總是成對出現的,並且這種粒子對的出現可以是從不同的位置,而不總是相同的位置。

這項突破性的研究對於量子物理來說可能具有重大意義,而量子物理正是現代物理學的理論基礎。到現在為止,一般的假設是,這樣的光子對必然源於空間中的單點。

量子糾纏,即當粒子如此緊密地聯繫在一起時,一個粒子會直接影響到另一個粒子,已經在實驗室中的多種過程被廣泛使用,從量子密碼學到量子隱形傳態。

東安格利亞大學的研究團隊正在研究一個過程稱為自發參量下轉換(SPDC),其中光子光束通過晶體產生糾纏光子對。

東安格利亞大學的化學學院的David Andrews教授說:「當激發出的粒子對能量均分輸入能量時,這被稱為是退化的下變頻,或數字下變頻。」

「迄今為止,人們一直認為這種配對光子來自同一位置。現在,一個新的非定域的機構的鑑定表明,每個光子對可以從空間上分離的點發出,引入一個新的一個基本的量子起源位置的不確定性。」

每一對量子態的糾纏在量子計算中有著重要的應用,理論的計算系統,它可能會實現以難以置信的速度處理大數據問題,以及量子物理學的其他領域。

調查結果也十分顯著,因為他們把空間解析度進行了限制。Andrews教授說:「一切事物都具有一定的量子的『模糊性』,光子並不是人們普遍想像的光中的又硬又小的子彈模樣。」

在『非定域退化下轉換過程關聯光子對的產生』這一研究,由Kayn A. Forbes,Jack S. Ford,和David L. Andrews共同合作進行,並將這一研究成果發表在《物理評論快報》雜誌上。

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