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量子糾纏的速度是如何測(cè)出來的?

 南山木鐸 2024-11-03

目前量子糾纏的速度測(cè)量是通過間接的方法實(shí)現(xiàn)的,維也納理工大學(xué)與中國(guó)團(tuán)隊(duì)合作研究,測(cè)量方法如下:

1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)置。用高強(qiáng)度、高頻率的激光脈沖撞擊僅有兩個(gè)電子的氮原子。當(dāng)原子中的一個(gè)電子被激光脈沖的強(qiáng)輻射撕裂并飛離時(shí),如果輻射足夠強(qiáng),原子中的第二個(gè)電子會(huì)受到影響,轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰扛叩臓顟B(tài),然后以不同的路徑繞原子核運(yùn)行。此時(shí)這兩個(gè)電子就處于量子糾纏狀態(tài)。

2. 測(cè)量原理

- 飛走的電子離開原子的準(zhǔn)確時(shí)間原則上是未知的,它處于不同狀態(tài)的量子物理疊加中,離開原子的時(shí)間點(diǎn)既早又晚。

- 科學(xué)家利用一種結(jié)合了兩種不同激光束的測(cè)量協(xié)議,假設(shè)如果留下的電子具有較高能級(jí),飛走的電子可能更早離開;如果留下的處于較低能級(jí),則飛走的電子更有可能更晚離開。

3. 數(shù)據(jù)處理:通過不斷測(cè)量、迭代并取平均,最終測(cè)得量子糾纏的時(shí)間差。該研究團(tuán)隊(duì)得出的結(jié)果是量子糾纏的時(shí)間約為232阿秒,1阿秒是一秒的一百億億分之一,即10?1?秒。

不過,這只是在一個(gè)原子中兩個(gè)電子之間的糾纏狀態(tài)改變的時(shí)間。對(duì)于宏觀距離上的量子糾纏速度,目前的實(shí)驗(yàn)還難以直接測(cè)量和驗(yàn)證,因?yàn)楹茈y在宏觀尺度上精確控制和測(cè)量量子糾纏的相關(guān)過程。

根據(jù)量子力學(xué)的理論,量子糾纏是一種非定域的現(xiàn)象,處于糾纏態(tài)的粒子之間的相互影響似乎是瞬間發(fā)生的,不受空間距離的限制。這種特性使得量子糾纏在量子通信等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

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