纠缠是经典物理和量子物理的本质区别，受到了广泛的理论和实验关注。现在由于量子隐形传态、量子通信、量子密码学和量子计算的发展，人们渴望理解和创建粒子之间的量子纠缠，如自旋、光子、原子和分子之间的量子纠缠。虽然大多数研究都集中在证明纠缠态违反了著名贝尔不等式及其对离散测量的推广，但很少有研究集中在连续测量结果上。现在科学家们开发了一个通用的实用不等式来测试连续测量结果的纠缠性，特别是化学反应的散射。
长期以来，科学家们一直怀疑量子现象可能在光合作用和其他自然化学反应中发挥作用，但目前还不能确定，因为这种现象很难识别。普渡大学的研究人员展示了一种测量化学反应中纠缠现象的新方法——量子粒子在很远距离内保持特殊相关性的能力。准确揭示化学反应的原理，可能会带来一些方法来模拟或在新技术中重现它们，比如设计更好的太阳能系统，其研究发表在《科学进展》(Science Advances)期刊上。
研究概括了一个名为“贝尔不等式”的流行定理，用来识别化学反应中的纠缠。除了理论论证外，研究人员还通过量子模拟验证了广义不等式。普渡大学的化学教授Sabre Kais说：还没有通过实验证明化学反应中存在量子纠缠，因为还没有办法测量它，现在的问题是，我们能利用缠绕来预测和控制化学反应的结果吗？自1964年以来，贝尔不等式得到了广泛验证，并作为一种重要的测试，用于识别可以用离散测量来描述的纠缠。
比如测量一个量子粒子的自旋方向，然后确定该测量是否与另一个粒子的自旋相关。如果一个系统违反了不等式，那么纠缠就存在。但是描述化学反应中的缠结需要连续测量，比如散射反应物并迫使它们接触并转化为产物的光束不同角度，如何输入决定了化学反应的输出。研究团队将贝尔不等式推广到化学反应的连续测量中，以前，这个定理被推广到光子系统的连续测量中，该研究团队在量子模拟中测试了广义贝尔不等式。
该量子模拟是基于斯坦福大学(Stanford University)科学家在《自然化学》(Nature Chemistry)上发表一项旨在研究分子相互作用的量子态实验。由于模拟验证了贝尔不等式定理，并表明纠缠可以在化学反应中分类，研究团队提议在实验中进一步测试氢化氘的方法。还不知道可以通过利用化学反应中的纠缠来控制什么反应输出——只是这些输出将是不同的，在这些系统中测量纠缠是重要的第一步。
博科园｜研究/来自：普渡大学
参考期刊《科学进展》
DOI：10.1126 / sciadv.aax5283
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