量子糾纏首次在電晶體線路中完美實(shí)現(xiàn)
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- 時(shí)間:2010-1-18 10:23:41 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
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科技日?qǐng)?bào)消息 據(jù)最新出版的《物理評(píng)論快報(bào)》雜志報(bào)道，一個(gè)由法國(guó)、德國(guó)和西班牙物理學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)首次確鑿地證明：從電晶體裝置中分離出來(lái)的粒子，仍可實(shí)現(xiàn)量子糾纏。這是量子力學(xué)的一次突破性進(jìn)展。量子糾纏在全固體材料中的完美實(shí)現(xiàn)，意味著量子力學(xué)真正走進(jìn)了電子元件中，量子糾纏和全固體材料結(jié)合的目的就是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算以及更加固若金湯的通信。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，量子糾纏是一種量子力學(xué)現(xiàn)象，具有量子糾纏現(xiàn)象的成員系統(tǒng)們，即使距離遙遠(yuǎn)，仍保有特別的關(guān)聯(lián)性，仿若“心有靈犀”一般，也就是當(dāng)其中一顆電子由于被操作，狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，另一顆也會(huì)即刻發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化，仿佛兩顆電子擁有超光速的秘密通信一般。這種被愛(ài)因斯坦時(shí)代的科學(xué)家們稱為“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用”的現(xiàn)象，實(shí)際上是打開(kāi)人類進(jìn)入量子世界的“鑰匙”，其一旦純化，包括量子密碼術(shù)、量子信息學(xué)及量子計(jì)算機(jī)，都將應(yīng)運(yùn)而生。
然而常見(jiàn)的狀況是：受實(shí)驗(yàn)條件的限制和不可避免的環(huán)境噪聲的影響，科學(xué)家們制備出來(lái)的糾纏態(tài)并非都是最大糾纏態(tài)，慢慢會(huì)退化成為混合態(tài)，而使用這種混合糾纏態(tài)進(jìn)行量子通信和量子計(jì)算都將會(huì)導(dǎo)致信息失真。
此次，研究人員終于首次實(shí)現(xiàn)了高度完美化的糾纏態(tài)。其類似于光子的糾纏，在光學(xué)系統(tǒng)中，光子即使經(jīng)分光后，仍然表現(xiàn)為“一致行動(dòng)”。現(xiàn)在，研究人員利用超導(dǎo)體中的電子取代光子，來(lái)作為電路中的粒子，雖然兩個(gè)量子點(diǎn)只相距1微米左右，但對(duì)于此類實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，這個(gè)距離大到足以證明糾纏態(tài)，物理學(xué)家終于在全固體材料中完美演繹了實(shí)驗(yàn)。
有評(píng)論稱，該成果讓科學(xué)家邁入了量子研究的新境界，因?yàn)榛\統(tǒng)地講，無(wú)論是光學(xué)還是固態(tài)系統(tǒng)，都具有實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和安全通信的潛力，但固體材料中的量子糾纏，最終更易將技術(shù)納入到電子設(shè)備中。人們可欣喜地看到，在以原子為基石的微觀世界里，光與電的行為將不再服從古典規(guī)則，而是量子物理規(guī)律。
