實現了宏觀對象的量子糾纏
2020-10-05 微塵匆忙客哥本哈根大學尼爾斯波爾研究所的研究人員製造了一個13納米厚，線長1毫米的氮化矽膜「光子鼓」——當光子撞擊到薄膜時，微型鼓會嗡嗡作響。
鼓雖然小，但本身沒什麼了不起。真正激動人心之處在於：科學家將鼓和一團原子云糾纏在一起。儘管分屬宏觀和微觀領域的對象，但在毫米級的鼓和原子云之間實現量子糾纏——突破了量子力學認知的極限。
高級研究員尤金·波爾齊克(Eugene Polzik)說：「物體越大，之間的距離越遠，從基礎和應用的角度來看，它們的量子糾纏就越有趣。」
量子糾纏是比鬼魂更神秘的概念之一，它描述了獨立於時間和空間而存在的對象之間的聯繫。
無論相距多遠，或經過了多少年，糾纏系統的局部變化都會立即引發其它部分的變化。
愛因斯坦不止一次地把這個概念稱之為「鬼魅般的超距作用」，認為它顯示了理論(量子力學)的不足，而非真正存在如此離奇的事物。
經過我們對量子物理學長達一個世紀的探索，不僅為給這一鬼魅效應留下了立足之地，甚至發展出了令人震驚的應用領域。
尼爾斯·玻爾研究所的量子物理學家Michał Parniak說：「量子力學就像一把雙刃劍。它為我們提供了很棒的新技術，但也限制了測量的精度。」
當粒子與其他對象相互作用時，自身的不確定性不會立即消失，而是以複雜的方式結合在一起。幸好，我們可以通過數學工具刻畫這種不確定性。同時，量子計算機就依賴於這些描述不確定性的數學。當然，量子計算機在硬體上還需要確定量子的自旋方向。
這就是最新突破如此重要的原因——肉眼可見的小鼓隨著光子的撞擊微微振動。能夠在更大規模下觀察量子糾纏，知道它們的量子概率是如何組合的，還涉及多種材料,其意義堪比給生物學家發明了第一臺顯微鏡。
理論上，雷射幹涉儀重力波天文臺(LIGO)的巨大陣列或雷射器的內核，也可以與微觀粒子糾纏在一起。像這樣的宏觀糾纏系統可以使研究人員更好地解釋由量子不確定性帶來的測量誤差。
相比之下，毫米的鼓無疑是很小的一步。但卻是一個至關重要的契機，讓我們可以認真聆聽現實在我們腳下的震動。
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