科學(xué)家用相機(jī)拍下量子糾纏圖像

　　據(jù)報道，英國格拉斯哥大學(xué)、赫瑞-瓦特大學(xué)以及加拿大渥太華大學(xué)的研究人員攜手合作，利用照相機(jī)拍攝到量子糾纏的圖像。量子加密通信、量子計算等技術(shù)的發(fā)展都需要依靠量子糾纏的物理特性，研究成果朝著開發(fā)這類應(yīng)用邁進(jìn)了一步。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

　　量子糾纏是一種量子力學(xué)現(xiàn)象，處于糾纏態(tài)的兩個粒子即使距離遙遠(yuǎn)，也保持著特別的關(guān)聯(lián)性，對一個粒子的操作會影響到另一個粒子。簡單來說就是，當(dāng)其中一個粒子被測量或者觀測到，另一個粒子也隨之在瞬間發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)改變。這種仿佛心有靈犀一般的一致行動超出了經(jīng)典物理學(xué)規(guī)則的解釋范疇，被愛因斯坦形容為“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用”。

　　在此次實(shí)驗中，研究小組使用了一個具有高靈敏度的照相機(jī)來測量光子的高維空間糾纏。光子的糾纏態(tài)是用一種特殊的晶體將一個單光子一分為二來創(chuàng)建的。通過給這些光子對拍照，研究人員可以對光子位置之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行測量，這是經(jīng)典物理學(xué)所無法實(shí)現(xiàn)的。借助201×201像素陣列，照相機(jī)可在同一時刻觀察到量子光場的全景，研究小組也得以看到多達(dá)2500種不同的糾纏態(tài)。

　　參與該項研究的格拉斯哥大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)學(xué)院教授邁爾斯·帕吉特說：“一張圖片勝過千言萬語，這句格言用在此處再恰當(dāng)不過了。每個像素都含有自己的信息，從而可能給量子加密通信的數(shù)據(jù)容量帶來革新。”

　　他表示：“這項研究是朝著未來量子技術(shù)邁進(jìn)的重要一步，同時也顯示了照相機(jī)的一個重要新功能，那就是在量子信息科學(xué)方面的應(yīng)用。”