羅切斯特大學/亞當·芬斯特一種用於量子處理的半導體晶片
物理學家認為，通過利用量子糾纏背後的「幽靈」定律，他們找到了一種方法，讓信息在一對相隔一定距離的電子之間跳躍。
在光子——無質量的光粒子——之間傳送基本狀態正迅速成為舊新聞，這是一個我們仍在學習在計算和加密通信技術中利用的技巧。
但最新的研究成果是物質粒子——電子——之間的量子隱形傳態，這有助於將量子計算與更傳統的電子計算聯繫起來。
紐約羅切斯特大學的物理學家約翰·尼科爾說:「我們為『糾纏交換』和『量子門隱形傳態』提供了證據。在『糾纏交換』中，即使粒子從不相互作用，我們也會在兩個電子之間產生糾纏，而『量子門隱形傳態』是一種利用隱形傳態進行量子計算的潛在有用技術。」。
"我們的工作表明，即使沒有光子，這也是可以做到的."
糾纏是物理學術語，是一個相當簡單的概念。
如果你在商店買了一雙鞋，然後把它留在了身後，你回家的時候就會自動知道它屬於哪只腳。從某種意義上說，鞋子是糾纏在一起的。
如果你回來的時候，店主隨機抽出與之匹配的夥伴，你會認為他們要麼記得你的銷售，做了一個幸運的猜測，要麼在他們的預測中有點「怪異」。
真正奇怪的是，當我們想像你的孤獨的鞋子同時是左右的，至少在你看它之前是這樣。就在那一刻，鞋子在商店裡的另一半也迅速成形，就好像你偷偷的瞥了一眼。
這是一種偶然的交流，愛因斯坦覺得這種交流有點太詭異，讓人不舒服。在物理學家提出這種可能性近一個世紀後，我們現在知道糾纏粒子之間的隱形傳態是宇宙在基本層面上的運作方式。
雖然它並不完全是一個星際迷航式的傳送，可以將整個物體傳送到太空，但是描述這種信息跳躍的數學在計算中進行特殊類型的計算時非常有用。
典型的計算機邏輯由二進位位語言組成，標記為1和0。量子計算是建立在量子位的基礎上的，量子位可以同時佔據兩種狀態——提供了經典技術無法觸及的更大的可能性。
問題是，宇宙就像一大堆鞋子，一旦量子位與其環境發生交互作用，所有這些都有可能把你微妙的「猜哪只腳」遊戲變成一場噩夢。
操縱光子傳輸它們的糾纏態變得更加容易，因為它們可以通過真空或光纖以光速快速分離。
但分離糾纏質量——如電子對——更具挑戰性，因為它們彈跳時笨拙的相互作用幾乎肯定會破壞它們數學上的純量子態。
然而，這是一個非常值得努力的挑戰。
「單個電子是有希望的量子位，因為它們很容易相互作用，半導體中的單個電子量子位也是可伸縮的，」尼科爾說。
"可靠地創造電子間的長距離相互作用對於量子計算來說至關重要。"
為了實現這一目標，物理學家和工程師團隊利用了一些奇怪的法律細則，這些細則控制著構成原子和分子的基本粒子的位置。
共享同一個量子自旋態的任何兩個電子不能佔據空間中的同一個點。但是有一個漏洞，說附近的電子可以交換它們的自旋，就好像如果你把它們帶到足夠近的地方，你的腳可以交換鞋子一樣。
研究人員先前已經表明，這種交換可以在根本不需要移動電子的情況下被操縱，這為隱形傳態提供了一種潛在的方法。
這一最新進展有助於使這一過程更接近技術現實，克服將量子奇異性與現有計算技術聯繫起來的障礙。
尼科爾說:「我們為『糾纏交換』和『量子門隱形傳態』提供了證據，在『糾纏交換』中，即使粒子從不相互作用，我們也能在兩個電子之間產生糾纏，而『量子門隱形傳態』是一種利用隱形傳態進行量子計算的潛在有用技術。」。
"我們的工作表明，即使沒有光子，這也是可以做到的."
當然，在這種量子信息傳輸中，我們離用電子取代光子還有一段距離。研究人員還沒有測量到電子本身的狀態，這意味著仍然有各種各樣的幹擾要消除。
但是有強有力的證據證明電子間的隱形傳態的可能性，對於未來的工程師來說是一個鼓舞人心的跡象。
這項研究發表於自然傳播。