首張量子糾纏圖像怎么回事 量子糾纏圖像怎么拍攝的

英國(guó)物理學(xué)家首次拍攝到的量子糾纏圖像。圖片來自網(wǎng)絡(luò)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，英國(guó)物理學(xué)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(xiàn)象的視覺證據(jù)，最新研究有望促進(jìn)量子計(jì)算等領(lǐng)域的發(fā)展。

在量子力學(xué)領(lǐng)域，兩個(gè)相互作用的粒子——例如通過分束器的兩個(gè)光子，無論它們相隔多遠(yuǎn)，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(tài)。這種聯(lián)系被稱為量子糾纏，是量子力學(xué)領(lǐng)域的基本現(xiàn)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(jì)算和密碼學(xué)等實(shí)際應(yīng)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(xué)的物理學(xué)家建立了一個(gè)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，用一張圖像捕捉到了量子糾纏現(xiàn)象。

研究人員設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)朝著在液晶材料上顯示的“非傳統(tǒng)物質(zhì)”發(fā)射了源于一個(gè)量子光源的一束糾纏光子，這些液晶材料會(huì)在光子通過時(shí)改變光子的相位。

他們放置了一臺(tái)超靈敏的相機(jī)，能夠檢測(cè)單個(gè)光子。在看到光子和與它發(fā)生糾纏的“雙胞胎”同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，相機(jī)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(gè)光子似乎相互反射并形成了一個(gè)指環(huán)形狀。

論文第一作者、格拉斯哥大學(xué)校物理與天文學(xué)院保羅-安東尼·莫羅博士說：“這張圖像是對(duì)自然基本屬性的優(yōu)雅展示，量子糾纏第一次以圖像的形式被看到，這一結(jié)果可推動(dòng)量子計(jì)算新興領(lǐng)域的發(fā)展，并催生新型成像技術(shù)和設(shè)備。”