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科學家沸騰了!世界首張量子糾纏圖像誕生!被愛因斯坦稱為幽靈!

今天是阿波羅11號登月出發的紀念日,但是就在今天,世界首張量子糾纏圖像誕生!其影響程度絲毫不亞於世界首張黑洞照片公布!

所謂量子糾纏,其實不難理解,舉例來說,以兩顆向相反方向移動但速率相同的電子為例,即使一顆跑到水星旁,一顆跑到太陽系邊緣,兩者在如此遙遠的距離下,它們仍然能夠被對方影響,即當其中一顆被操作而狀態發生變化,另一顆也會即時發生相應的狀態變化。

如此奇怪的現象也被稱愛因斯坦稱為鬼魅似的超距作用,簡單來說就是幽靈。這種神秘的現象讓人匪夷所思,彷彿兩顆電子擁有超越光速的秘密通信通道一般,這種心有靈犀的狀態似與狹義相對論中所謂的定域性原理相違背。

而近日,來自格拉斯哥大學物理與天文學院的Paul-Antoine Moreau博士設法拍攝了一種稱為貝爾糾纏的強烈形式的量子糾纏的照片 ,這是世界上首張量子糾纏圖像,照片一經公布在科學界引起軒然大波,隨之而來的爭論再次將量子糾纏推向了風口浪尖!

據了解,他們設計了一種新型系統,可以從「非常規物體」的量子光源發射一束糾纏光子,並使之顯示在液晶材料上,而這些材料在光子通過時會改變光子的相位,所謂光的相位是指光波在前進時,光子振動所呈現的交替的波形變化。由於光是電磁波,其光子振動與磁振動垂直又與波的傳播方向垂直,導致了傳播時波形的變化。同一種光波通過折射率的不同的物質時,光的相位就會發生變化,波長和振幅也會發生變化。

不僅如此,他們還設置了一個能夠檢測單個光子的超靈敏相機,當它看到一個光子和它的糾纏的「雙胞胎」 時才會拍攝圖像,從而捕捉到光子糾纏的精彩瞬間。

量子糾纏其實早在幾年前就被運用到高科技上,2017年6月16日,我國量子科學實驗衛星墨子號首先成功實現,兩個量子糾纏光子被分發到相距超過1200公里的距離後,仍可繼續保持其量子糾纏的狀態。

量子糾纏的超光速令人匪夷所思,但是遺憾的是它不能傳遞信息,因為我們並不能把二進位的信息刻錄到量子糾纏上,因為所有對糾纏光子的測量所導致的自旋結果都是隨機的,我們並不能刻意控制糾纏光子的自旋方向!但是同時,量子的這種特性也就決定了量子疊加態無法被克隆複製換句話說,它加密的信息絕對安全。於是我們就可以把量子的這種特性用來保護傳統的電磁波信息。

舉例來說,如果量子態突然變化了,我們就知道這個信息被測量過,也就知道這個信息已經或正在被竊聽,那麼我們採取必要的手段來防止信息的泄露,我們的信息安全將得到絕對的保護!

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