文章插图
当量子纠缠发生时，两个电子或原子会失去“个性”，而实现与另一个的协调 。量子纠缠是量子技术推动计算机、通信和引力波探测发展的核心基础 。
【量子宇宙量子时代量子纠缠】大量原子的量子纠缠示意图 。(ICFO)
但是，目前绝大多数量子纠缠系统都是非常脆弱的，一个微小的扰动就会将其摧毁 。因此，科学家们努力隔离这些系统，使它们互不干扰 。例如，常见的手段是将系统温度降低到接近绝对零度 。
西班牙光子科学研究所(ICFO)的一项新研究成功地使原子在450开尔文的高温下实现了量子纠缠 。这个温度比大多数现有量子系统使用的温度高几百万倍 。
而且，这个体系中原子之间没有隔离 。它们每隔几微秒就会相互碰撞，每次碰撞都会随机改变电子围绕原子的旋转方向 。
研究人员利用激光观测到了这个高温混沌的气体系统 。结果，系统中出现了大量的原子纠缠对——大约比之前观测到的多一百倍 。
这些纠缠对不仅出现在小范围内，而且出现在非相邻原子之间的纠缠态 。在任何一对纠缠原子之间，都有成千上万的其他原子，这些原子中的每一个都与其他原子形成一个纠缠对 。在高温下，整个体系处于大范围混合纠缠状态 。
本项研究的第一作者贾孔(音)说:“测量停止后，纠缠仍然持续了1毫秒左右，这意味着每秒钟将有15万亿个原子形成纠缠 。要知道1毫秒对于原子来说是很长的时间，足够50次随机碰撞 。这说明这些纠缠对并没有被这些碰撞破坏 。这可能是这项研究最惊人的结果 。”
研究人员表示，这种高温混合纠缠态为高灵敏度的磁场探测奠定了基础 。比如对大脑进行成像的脑磁图(MEG)技术，就可以利用这种高温高密度的原子气体来感知大脑产生的磁场 。这项研究表明，量子纠缠将提高探测的灵敏度 。
ICFO的Morgan Mitchell说:“这项研究的结果超出了人们对量子纠缠的认知 。我们希望这种大型纠缠态可以提高许多应用中的传感能力，从脑成像到自动驾驶汽车，再到搜索暗物质 。”
推荐阅读
- 波斯王子和中国公主
- 外星人告知人类宇宙的奥秘
- 十年磨一剑，暗能量光谱仪将启用，绘制史上最细宇宙物质立体分布图！ ...
- 就目前普遍观点,宇宙已观测到的尺度大约几何
- 目前推测宇宙中某处存在着黑洞的主要依据
- 2020我们都是新时代追梦人直播入口+直播时间
- 2020我们都是新时代追梦人在哪看 我们都是追梦人2020年
- 2020我们都是新时代追梦人直播 2019年我们都是追梦人视频
- 双子座对小时代的观影指数
- 借助太空望远镜人类能观测到百亿光年远的宇宙