量子纠缠必将是颠覆现代物理学的潜力股,因为连爱因斯坦对它都束手无策。
1930年代,爱因斯坦凭借他的相对论开创了量子力学领域,但又引入了一个“恶魔”,这就是量子纠缠。在完善粒子行为理论的过程中,他却意外地发现了量子纠缠——被称为“来自远处的幽灵行为”。量子纠缠直击相对论的软肋,后者认为宇宙中不可能出现超高速的交流,那么量子纠缠似乎不论相距多远,纠缠态粒子都会在瞬间做出反应。
事实上,虽然爱因斯坦仍有许多顾虑,但量子纠缠已然成为了量子力学研究的一部分。格拉斯哥大学的物理学家团队拍摄到了人类的第一张量子纠缠(又称贝尔纠缠)影像。在这过程中,他们甚至捕捉到了该现象最初的视觉表现。川陀太空认为,根据量子纠缠理论,无论距离有多远,两个相互作用的粒子都能保持联系,一旦它们的物理状态发生改变就能瞬间进行分享。量子力学的核心正是这种联系,虽然它与地方现实主义的概念和狭义相对论的许多要素相悖。
1964年,John Bell爵士通过构建非局部相互作用的概念并阐述了纠缠的强烈形式才使得之前的理论获得了发展,他的研究成果也被称为贝尔纠缠,这一概念被广泛运用于量子计算和密码学等多种领域,但在这之前人们从未捕获过它单独的影像。
这次科学家捕捉到的量子纠缠图像是人类第一次获得它的影像,并因此观察到了其基本的自然属性。这一发现对于量子计算和新型成像的发展都具有积极作用。为了作进一步的研究,该团队设计了一个系统——由量子光源发出一束纠缠的光子流,并且在流体穿过一系列液晶材料之后,这些“非常规物体”(即液晶材料)便会使光子相位发生改变,该系统中还配备了一个超灵敏的相机以捕获两个光子纠缠时的图像并获得了成功。贝尔纠缠现象为量子成像技术的发展开辟了新的空间,此外,它对于量子信息领域(即量子计算和密码学)的发展也有助益。
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