在新的实验中,幽灵般的量子纠缠变得很大
量子纠缠已经离开了极小的领域,并且越过了正常的小小。两组研究人员报告说,如果你有敏锐的视力,他们已经在用放大镜甚至是肉眼可见的一对摇晃物体之间产生了空灵的量子联系或纠缠。
物理学家MikaSillanpää及其同事纠缠了两个振动铝板的运动,每个铝板的直径为15微米 - 是蜘蛛丝厚度的几倍。物理学家Sungkun Hong及其同事用15微米长的硅制成了一个类似的壮举,它在梁的一部分中在宽度上扩展和收缩。两支球队在4月26日报告其结果自然。
“这是对人工机械系统纠缠的第一次证明,”维也纳大学的洪说。以前,科学家们已经将两颗钻石中的振动纠缠在一起,这两颗钻石是肉眼可见的,这意味着它们肉眼可见(或几乎可见)。但这是第一次在由人类构建的宏观结构中看到纠缠,其可以被设计为满足特定的技术要求。
纠缠是量子力学的一个奇怪特征,通过这个特征,两个物体的属性交织在一起。测量一个物体的属性会立即显示另一个物体的状态,即使两个物体可能分开很远的距离(SN:8/5/17,第14页)。
量子力学的奇怪规则通常适用于小型炸 - 原子,电子和其他微小粒子 - 而不适用于较大的物体,如猫,椅子或建筑物。但是这种分裂导致了一个令人困惑的难题。“原子表现得像原子一样,猫的表现就像猫一样,那么两者之间的过渡是什么?”渥太华加拿大国家研究委员会的物理学家本苏斯曼说,他没有参与这项研究。
现在,科学家正在将分界线扩展到越来越大的物体。芬兰阿尔托大学的Sillanpää说:“我们的动机之一是继续测试我们能够推动量子力学的进展。” “对于大型物体来说,可能存在一些基本限制”并且仍然是量子的。
在Sillanpää的实验中,两个微小的铝板 - 由大约一万亿个原子组成,肉眼几乎看不见 - 像鼓面一样振动,并与微波在空腔中来回反弹。那些微波炉起着鼓大调的作用,导致两个鼓面同步他们的动作。在之前许多纠缠的演示中,微妙的量子联系是短暂的。但是,Sillanpää说,这一次是长寿的,持续长达半小时的实验,理论上甚至更长。“基本上,我们的纠缠永远存在。”
采取不同的策略,洪和同事展示了两个硅梁的纠缠,大到足以用放大镜看到。在每个光束的一个区域内,在一个由约100亿个原子组成的1微米长的部分中,该结构膨胀和收缩 - 好像深呼吸进出 - 以响应被光线击中。Hong及其同事的工作不是使用微波,而是使用通常在由光纤制成的电信网络中传输的波长的红外光,这意味着它可以被整合到未来的量子互联网中。“从技术的角度来看,这确实至关重要,”科罗拉多州博尔德市国家标准与技术研究所的物理学家John Teufel说,他没有参与这项工作。
科学家可以在量子网络中使用这种振动结构,将量子信息从一种类型转换为另一种类型,例如,从光粒子转变为振动。一旦构建,量子互联网可以允许量子计算机进行通信并在全球范围内提供不可靠的通信(SN:10/15/16,第13页)。
缠绕这些特殊设计结构的能力使科学家们更接近这一愿景。“你真的可以开始考虑用这些东西构建真正的设备,”Sussman说。
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