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科学家揭开了有史以来第一个量子纠缠的图像

‬有史以来第一次,物理学家设法拍摄了一种称为贝尔纠缠的强烈形式的量子纠缠的照片 - 捕获一种难以捉摸的现象的视觉证据,令人困惑的阿尔伯特爱因斯坦曾称之为“远距离的幽灵行动”。

两个相互作用的粒子 - 例如通过分束器的两个光子 - 有时可以保持连接,无论分离它们的距离有多大,都能瞬间共享它们的物理状态。这种联系被称为量子纠缠,它支撑着量子力学领域。

爱因斯坦认为量子力学是“怪异的”,因为两个纠缠粒子之间明显的远程相互作用的瞬间性,这似乎与他的狭义相对论的元素不相容。

后来,约翰·贝尔爵士将这种非本地交互的概念形式化,描述了一种强烈的纠缠形式,表现出这种诡异。今天,虽然Bell纠缠在量子计算和密码学等实际应用中被利用,但它从未在单个图像中被捕获。

在今天发表在“ 科学进展 ”杂志上的一篇论文中,来自格拉斯哥大学的物理学家团队描述了他们是如何首次在图像中看到爱因斯坦的幽灵。

他们设计了一种系统,可以从“非常规物体”的量子光源发射一束纠缠光子 - 显示在液晶材料上,这些材料在光子通过时会改变光子的相位。

他们设置了一个超灵敏的相机,能够检测单个光子,只有当它看到一个光子和它的纠缠的“双胞胎” 时才会拍摄图像,从而创造出光子纠缠的可见记录。

格拉斯哥大学物理与天文学院的Paul-Antoine Moreau博士是该论文的第一作者。莫罗博士说:“我们设法拍摄的图像是对自然基本属性的优雅展示,这是第一次以图像的形式出现。

“这是一个令人兴奋的结果,可用于推动量子计算的新兴领域,并导致新型成像。”

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