量子世界的边界原子云纠缠着数千个原子

原创不易 请随手点击关注

本文由Rehoo团队Leery原创，无授权禁转！(图片来自网络）

图片来自网络

粒子一次在实例彼此交互，并且多个地方结束。光子之后做出穿越障碍物的过程决定了通过它的路径。那么将量子世界与我们分开的边界在哪里呢？虽然上面的实验是用单个粒子来展示的，但研究人员已经用一些更大的物体重新研究了其中的一些细节，表明整个分子将像电子一样起作用。现在，由于一系列论文描述了由数千个原子组成的物体的纠缠，极限被推得更远。

依赖于类似的材料：超冷原子云，其中多达20000个。如果两个粒子变得难以区分，它们就像一个单一的纠缠粒子系统一样。如果你选择正确的原子来制造云，他们会自然形成一个玻色，即爱因斯坦凝聚体，其中它们都采用相同的状态。

图片来自网络

这使得原子相互缠绕相对容易。但是，由于它们通常无法区分。云的原子可能会纠缠在一起，但我们实际上只能用云而不是其单个的原子来进行实验。解决这个问题的办法非常简单。研究人员简单地关闭了将云中的原子聚集。摆脱这种束缚，原子自然开始漂移，导致云扩张。随着它的扩展，研究人员可以简单地尝试其不同部分，在这种情况下，测量原子的自旋。

研究人员进行了测量，结果显示，随着云的扩展，云的两半仍然纠缠在一起。他们使用一半的测量值来确定第二秒的特性，其精确度大于海森堡不确定性原理下的精度（一种称为“量子转向”的技术）。虽然将云划分为一半并不会给我们许多纠缠的工作对象，但表明可以使分区任意成形，而另一个可以在单个扩展云上执行五次测量。

关于这一点的好处是，冷原子云是非常好理解的物理系统 。所以这可能是测试量子行为的好系统。然而，使用这种方法为量子计算生成量子比特将是非常具有挑战性的，因为任何直接干预将云分解成部分都可能很容易破坏纠缠。两个研究小组都使用了一个装置，在该装置中两个振动反射镜彼此相对，光子在它们之间传播。在一种情况下，纠缠是通过将光子发送到设备中以使其从反射镜之一反射而完成的。但研究人员无法分辨出它击中了哪个镜像。这使得两个镜子在物理上不可区分的振动叠加而不振动。而且，由于它们难以区分，镜子表现得像一个单一的量子系统，换句话说，它们被纠缠在一起。

这个系统有几个显著的特点。首先，从量子角度来看，由估计的1012个原子组成。这使其他几组实验中使用的数千个原子变得相形见绌。

图片来自网络

第二种情况下，它们被放置在单个芯片上，其间具有光通道。然而，以确保任何两个器件的性能足够匹配，因此他们只是在两个单独的芯片上做了测试，直到他们发现匹配。 在实验中，这两个芯片相距20厘米，但研究人员表示，他们可以将它们放置在距离最远70米处，而不会对其设置产生任何重大变化。

该硬件还可以在电信波长下工作，并且应该可以达到75 公里，达到实验室效率的95％。这在这里可能带来实际的好处：两个遥远设备的容易纠缠为诸如量子密钥分配之类的事物提供了一个很好的机会。

所有这一切引人注目的是系统纠缠的物理尺寸。它们仍然是微观的，但它们仍然比我们通常认为属于量子世界的事物大得多。它并没有告诉我们两者之间的界限在哪里发生了分解，但它确实看起来像这个边界将取决于给定系统的特定特征，而不仅仅是涉及的原子数目。

欢迎关注微信公众号：RehooTech