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首張量子糾纏圖像問世

2019-07-17 09:17:12  來源:科技日報

英國物理學家首次拍攝到的量子糾纏圖像。圖片來自網絡

英國物理學家首次拍攝到的量子糾纏圖像。圖片來自網絡

來源:科技日報

科技日報北京7月15日電(記者劉霞)據物理學家組織網近日報道,英國物理學家首次拍攝到一種量子糾纏的照片,捕獲到這種難以捉摸現象的視覺證據,最新研究有望促進量子計算等領域的發展。

在量子力學領域,兩個相互作用的粒子——例如通過分束器的兩個光子,無論它們相隔多遠,仍能以一種非常奇怪的方式“糾纏”在一起,瞬間共享它們的物理狀態。這種聯系被稱為量子糾纏,是量子力學領域的基本現象之一,愛因斯坦曾將其稱為“幽靈般的超距作用”。

今天,雖然量子糾纏在量子計算和密碼學等實際應用中“大顯身手”,但它從未被單張圖像捕獲過。最新研究中,格拉斯哥大學的物理學家建立了一個復雜的實驗,用一張圖像捕捉到了量子糾纏現象。

研究人員設計了一套系統,該系統朝著在液晶材料上顯示的“非傳統物質”發射了源于一個量子光源的一束糾纏光子,這些液晶材料會在光子通過時改變光子的相位。

他們放置了一臺超靈敏的相機,能夠檢測單個光子。在看到光子和與它發生糾纏的“雙胞胎”同時出現時,相機拍攝了圖像,首次為光子糾纏留下了珍貴的影像,得到的圖像始終顯示兩個光子似乎相互反射并形成了一個指環形狀。

論文第一作者、格拉斯哥大學校物理與天文學院保羅-安東尼·莫羅博士說:“這張圖像是對自然基本屬性的優雅展示,量子糾纏第一次以圖像的形式被看到,這一結果可推動量子計算新興領域的發展,并催生新型成像技術和設備。”

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