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家园 量子力学效应能够“影响历史”

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在维也纳大学的量子光学和量子信息中心(IQOQI)以及维也纳量子科学和技术中心(VCQ), Anton Zeilinger 教授的研究组中的物理学家们第一次在实验中证实了,可以在两个粒子被测量之后,甚至可能已经不存在时,再确定它们是否处于纠缠态或者独立的量子态中。他们的结果将在本周发表在《自然·物理学》期刊上。

纠缠态

根据奥地利物理学家埃尔温·薛定谔的理论,纠缠是量子力学的标志特征。纠缠在物理学的基础中扮演着重要角色,此外,它还是诸如量子加密和量子计算等即将出现的量子信息技术的关键资源。纠缠的粒子比起在经典物理学所限定的范围内,表现出了更加强烈和更加复杂的关联。如果两个粒子处于纠缠量子态,它们具有完美的联合性质,代价则是失去了它们独立的性质。这有点像两个骰子,在没有测量前没有固定的方向,但是测量后,它们具有相同的(随机)方向。与之相反,所谓的独立量子态可以由经典物理描述,因为每个粒子具有定义明确的各自的性质。如果两个骰子中的每一个都具有它自己的定义明确的方向,纳米它们处于分立态中。现在人们通常认为量子态的本质至少是一个客观实在的事实,无论这个骰子是纠缠的还是独立的。然而, Zeilinger 的研究组现在在实验中证明了这并非总是如此。

令人激动的“理想实验”的实现

作者们从实验上实现了一个称为“延迟选择纠缠交换”的理想实验,它是在2000年由 Asher Peres 所提出的。(他们)产生了两对纠缠态的光子,每对中的一个都被送到维克多那里。剩下的两个光子,一个被送到爱丽丝那里,另一个被送到鲍勃那里。维克多可以在两种测量中进行选择。如果他决定在测量里面,两个光子被强制处于纠缠态中,那么爱丽丝和鲍勃的光子也会变成纠缠的。如果维克多选择独立测量每个光子,爱丽丝和鲍勃的光子则会终结于独立态。现代的量子光学技术让该研究组能够推迟维克多的选择,在爱丽丝和鲍勃测量了他们的光子之后再进行测量。“我们发现,爱丽丝和鲍勃的光子是否相互纠缠,显示出量子关联,或者彼此分离,显示经典的关联,能够在它们被测量之后才确定。”该研究的第一作者马小松(音)解释道。

根据阿尔伯特·爱因斯坦的名言,量子纠缠效应表示为“幽灵般的超距作用”。最近的实验则跨出了显著的一步,“以一个朴素的经典语言观点来看,量子力学甚至可以复制一个未来作用的影响于过去的事件之上。” Anton Zeilinger 说道。

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