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科学家沸腾了!世界首张量子纠缠图像诞生!被爱因斯坦称为幽灵

今天是阿波罗11号登月出发的纪念日,但是就在今天,世界首张量子纠缠图像诞生!其影响程度丝毫不亚于世界首张黑洞照片公布!

所谓量子纠缠,其实不难理解,举例来说,以两颗向相反方向移动但速率相同的电子为例,即使一颗跑到水星旁,一颗跑到太阳系边缘,两者在如此遥远的距离下,它们仍然能够被对方影响,即当其中一颗被操作而状态发生变化,另一颗也会即时发生相应的状态变化。

如此奇怪的现象也被称爱因斯坦称为鬼魅似的超距作用,简单来说就是幽灵。这种神秘的现象让人匪夷所思,仿佛两颗电子拥有超越光速的秘密通信通道一般,这种心有灵犀的状态似与狭义相对论中所谓的定域性原理相违背。

而近日,来自格拉斯哥大学物理与天文学院的Paul-Antoine Moreau博士设法拍摄了一种称为贝尔纠缠的强烈形式的量子纠缠的照片 ,这是世界上首张量子纠缠图像,照片一经公布在科学界引起轩然大波,随之而来的争论再次将量子纠缠推向了风口浪尖!

据了解,他们设计了一种新型系统,可以从“非常规物体”的量子光源发射一束纠缠光子,并使之显示在液晶材料上,而这些材料在光子通过时会改变光子的相位,所谓光的相位是指光波在前进时,光子振动所呈现的交替的波形变化。由于光是电磁波,其光子振动与磁振动垂直又与波的传播方向垂直,导致了传播时波形的变化。同一种光波通过折射率的不同的物质时,光的相位就会发生变化,波长和振幅也会发生变化。

不仅如此,他们还设置了一个能够检测单个光子的超灵敏相机,当它看到一个光子和它的纠缠的“双胞胎” 时才会拍摄图像,从而捕捉到光子纠缠的精彩瞬间。

量子纠缠其实早在几年前就被运用到高科技上,2017年6月16日,我国量子科学实验卫星墨子号首先成功实现,两个量子纠缠光子被分发到相距超过1200公里的距离后,仍可继续保持其量子纠缠的状态。

量子纠缠的超光速令人匪夷所思,但是遗憾的是它不能传递信息,因为我们并不能把二进制的信息刻录到量子纠缠上,因为所有对纠缠光子的测量所导致的自旋结果都是随机的,我们并不能刻意控制纠缠光子的自旋方向!但是同时,量子的这种特性也就决定了量子叠加态无法被克隆复制换句话说,它加密的信息绝对安全。于是我们就可以把量子的这种特性用来保护传统的电磁波信息。

举例来说,如果量子态突然变化了,我们就知道这个信息被测量过,也就知道这个信息已经或正在被窃听,那么我们采取必要的手段来防止信息的泄露,我们的信息安全将得到绝对的保护!

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