物理學家實現(xiàn)15萬億個熱原子的量子糾纏
據(jù)國外媒體報道，在近期的一項研究中，物理學家創(chuàng)造了一項新的記錄，他們將15萬億個原子組成的“熱云”通過量子糾纏的方式關(guān)聯(lián)起來。該發(fā)現(xiàn)或許將成為一項重大突破，幫助科學家制造更精確的傳感器，用于探測引力波或可能遍布宇宙的神秘暗物質(zhì)。 Z- M4J;J@}
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量子糾纏效應(yīng)使微觀粒子彼此間建立很好的關(guān)聯(lián)性，是量子技術(shù)的核心，有望在量子計算、量子通信和量子傳感等領(lǐng)域取得突破。
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量子糾纏是一種純粹發(fā)生在量子系統(tǒng)中的現(xiàn)象，被愛因斯坦描述為“鬼魅般的超距作用”。具體而言，量子糾纏是指兩個或多個粒子關(guān)聯(lián)在一起的過程，不管它們之間的距離有多遠，在一個粒子上進行的任何動作都會立即影響到其他粒子。量子糾纏是許多新興技術(shù)的核心，比如量子計算和密碼學，并有望在量子計算、量子通信和量子傳感等領(lǐng)域取得巨大成就。 ,u!_mV
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量子糾纏態(tài)以其脆弱性而聞名；粒子之間的量子關(guān)聯(lián)很容易被最輕微的內(nèi)部振動，或來自外部世界的干擾打破。出于這個原因，科學家們在實驗中要保持盡可能低的溫度，避免量子系統(tǒng)受到影響；溫度越低，原子相互撞擊并破壞其一致性的可能性就越小。在新的研究中，西班牙巴塞羅那光子科學研究所（ICFO）的研究人員采用了相反的方法，他們將原子加熱到450開爾文，比典型量子實驗的溫度高數(shù)百萬倍，以觀察糾纏態(tài)是否能在高溫混亂的環(huán)境中持續(xù)存在。 W .Al\! Gi
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“量子糾纏是最引人注目的量子技術(shù)之一，但其脆弱性是出了名的，”該研究第一作者、在ICFO進行訪問的科學家孔嘉說，“大多數(shù)與糾纏有關(guān)的量子技術(shù)必須在低溫環(huán)境中實現(xiàn)，比如冷原子系統(tǒng)。這限制了糾纏態(tài)的應(yīng)用。糾纏態(tài)是否能在高溫而混亂的條件下存在是一個有趣的問題�！� u'gsIuRJ
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糾纏原子的示意圖。原子云由相互糾纏的成對原子組成，黃藍線表示一對原子間的糾纏 =/4}!B /
研究人員將一個裝滿汽化銣和惰性氮氣的小玻璃管加熱到177攝氏度，恰好是烤餅干的最佳溫度。在這一溫度下，熱的銣原子云團處于混沌狀態(tài)，每秒會發(fā)生數(shù)千次原子碰撞。這些原子就像臺球一樣相互反彈，傳遞能量和自旋。但與臺球不同的是，這種自旋并不代表原子的物理運動。 p %/ lP{
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