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兩根填充500個光子的光纖發(fā)生糾纏

發(fā)布時間:2013-07-31 作者: 來源:中國科技網(wǎng) 瀏覽:877

      據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月26日(北京時間)報道,量子物理學(xué)似乎一直涉及的是一些無限小的事物。而多年以來,瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的研究人員一直試圖在更大規(guī)模甚至宏觀層面上觀察到量子物理的性質(zhì)。最近該研究團(tuán)隊成功讓兩根填充了500個光子的光纖發(fā)生糾纏,不同于以往只有1個光子的光纖糾纏實驗,向?qū)崿F(xiàn)宏觀層面的量子糾纏邁出了重要一步。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期的《自然?物理學(xué)》上。

      30年以來,物理學(xué)家已經(jīng)能夠使光子對發(fā)生糾纏。不管兩個光子之間存在的距離和障礙如何,第一個光子的動作會在瞬間沖擊第二個光子。這種狀況發(fā)生時,好像是一個單光子存在于兩個不同的地方。

      似乎可以直觀地認(rèn)為,應(yīng)用于原子水平上的物理規(guī)則也可轉(zhuǎn)移到宏觀世界當(dāng)中。然而,試圖證明這一點并不容易。事實上,當(dāng)一個量子系統(tǒng)大小增加,其與周圍環(huán)境就會進(jìn)行越來越多的互動,而這樣卻會迅速破壞其量子特性,這種現(xiàn)象被稱為量子消相干。

      盡管有這些限制,在技術(shù)的不斷進(jìn)步下,該研究團(tuán)隊一直在努力尋求突破。2011年1月,他們設(shè)法實現(xiàn)了晶體糾纏,從而超越了原子的維度。現(xiàn)在,該大學(xué)理學(xué)院教授尼古拉斯率領(lǐng)的團(tuán)隊成功使兩個填充了500個光子的光纖發(fā)生糾纏。

      為了做到這一點,他們先在微觀層面上創(chuàng)建兩個光纖之間的糾纏,然后將其移到宏觀層面。這種微觀量子糾纏態(tài)的生存過渡到更大規(guī)模世界的現(xiàn)象,甚至可以用傳統(tǒng)的檢測手段,即肉眼觀察得到。而為了驗證在宏觀世界的糾纏存活,他們可以將其重新轉(zhuǎn)換回微觀水平。

    尼古拉斯說:“這次大規(guī)模實驗為許多量子物理學(xué)的應(yīng)用鋪平了道路。在宏觀層面的糾纏是該領(lǐng)域的主要研究方向之一,我們希望在未來幾年可以實現(xiàn)大型對象間發(fā)生的糾纏?!保ㄓ浾?華凌)

    總編輯圈點

        盡管量子學(xué)還是“上帝跟宇宙玩擲骰子”,但物理學(xué)家們早已證實神秘現(xiàn)象不僅僅局限于極度微觀領(lǐng)域中。好比本文中的量子糾纏,其實不像人們通常以為的那么“脆弱”,還曾在全固體材料中實現(xiàn)過,它最終走入到電子設(shè)備中是遲早的事。目前這一成果,在將來能為研制適用于量子通信的全光纖糾纏光源和單光子源帶來益處,對于量子密鑰的分發(fā)系統(tǒng)也起到重要作用。

 

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