作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2017/10/31 13:05:03
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“量子纠缠”原子数量再创纪录

 

科技日报北京10月30日电 (记者刘霞)量子理论预测,大量原子能发生量子纠缠。此前,科学家曾展示了2900个原子的量子纠缠现象。据物理学家组织网报道,瑞士日内瓦大学的科学家在最新研究中,展示了1600万个原子在一个1厘米见方晶体内的量子纠缠,研究发表在近日出版的《自然·通信》杂志上。

量子纠缠是量子力学理论预测的一种物理现象,指粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响,这种影响不受距离的限制,即使两个粒子分隔在直径达10万光年的银河系两端,一个粒子的变化仍会瞬间影响另外一个粒子。

量子纠缠是方兴未艾的量子革命的先决条件,对量子计算机的运算能力和操作模式影响巨大。此外,根据量子纠缠原理,科学家提出了量子通信的设想。

按照不确定性原理,这种传输信息的方式从根本上杜绝了被破译的可能,即使信息被截取,其不确定性也会使破译者根本无从下手,这对数据保护尤其是数据加密来说至关重要。

让两个粒子发生纠缠并非难事。例如,分开一个光子会生成两个相互纠缠的光子,这两个光子拥有相同的属性和行为。日内瓦大学应用科学团队的研究人员弗洛里安·夫洛韦思说:“但我们无法直接观测几百万个原子之间的纠缠过程,因为需要收集和分析的数据量太大。”

为了解决这一问题,此次夫洛韦思和同事选择了一种不那么直接的方法:他们让一个光子通过一个量子中继器——被冷却到零下270℃的富含稀土原子的晶体。当单个光子渗入这个小晶块时,其内的原子会发生纠缠;而当晶体再次释放单个光子但没有阅读它接收的信息时,纠缠再次发生。他们研究了晶体重新释放出来的光的属性,同时分析了其统计特性等,成功展示了1600万个原子之间的纠缠现象。

 
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