量子糾纏實驗解開了愛因斯坦的疑惑？

 物理學家已經建立了一個實驗，可以證明量子糾纏效應的存在。 這個問題讓包括阿爾伯特·愛因斯坦在內的上個世紀的許多物理學家感到困惑，並且成為爭論的主題。 在實驗中，建造了一個 30 米長的低溫冷卻真空管，這樣光子就可以盡可能長時間地從一個糾纏粒子飛向另一個粒子，而沒有時間干擾測量。 

愛因斯坦無法接受量子糾纏粒子在相對無限的距離上立即相互影響的想法。 在這種情況下，他們必須 以比光速更快的速度 “傳遞信息” 。

 

在他看來，我們根本不知道關於量子物理學的一切，可能有一些隱藏的參數已經包含在粒子的特性中，並在測量其中一個糾纏粒子的特性時給出。

 

例如，如果我們測量一對糾纏光子中的一個的自旋方向，那麼關於第二個光子的自旋（方向相反）的信息就會立即已知，無論這對光子中的第二個光子位於何處。

 

這也稱為量子隱形傳態效應。

構建 30 m 管 從中間波導實驗（ETH Zurich/Daniel Winkler）

為了確定上個世紀 60 年代存在隱藏參數的系統，物理學家約翰·貝爾提出了一個思想實驗，約翰·克勞塞在 70 年代就已經建立了這個實驗（特別是，他因此獲得了諾貝爾物理學獎2022 年）。 在經典系統（我們的世界）中，貝爾不等式總是被觀察到，而在量子世界中它們被違反了。 如果將貝爾不等式應用於糾纏粒子，則同時隨機測量兩個糾纏粒子必須滿足或違反不等式。 在後一種情況下，這將證明沒有隱藏參數，並且粒子根據量子物理定律“傳輸信息”—— 比光速更快 。

在這裡，貝爾的測試實驗涉及糾纏的量子比特。 （Storz 等人， 《自然》 ，2023 年）

 蘇黎世聯邦理工學院 (ETH Zurich) 的科學家們創建了一個低溫設施，光子在其中傳播的時間比對束縛粒子進行的局部測量要長。 微波光子在 110 ns 內從一端飛到另一端，在真空中冷卻至 -273°C，穿過第 30 根管。 測量速度快了幾納秒。 這段時間無法傳遞任何符合經典定律的信息，而粒子的量子糾纏效應則充分體現出來。 在此之前，貝爾不等式的應用表明實驗設計存在漏洞。 只有實驗才能消除所有有爭議的地方，在此期間進行測量的時間應少於光從一端傳播到另一端所需的時間——這證明它們之間沒有信息交換。 “我們的機器有 1.3 [噸] 的銅和 14,000 個螺絲，以及大量的物理知識和工程技術訣竅，” ETH Zurich 量子物理學家 Andreas Wallraff 說。 這個實驗還有另一個目的：確保相對較大的超導系統可以具有量子特性。 實驗涉及兩個超導電路，它們起到束縛粒子的作用，而通常我們談論的是電子、光子或原子等基本粒子的糾纏。 實驗使用了來自我們大世界的物體，它們根據量子物理定律發揮作用。 這意味著，在超導宏觀系統的基礎上，無需深入研究基本粒子這種微妙而膽小（超靈敏）的物質，就可以建造量子計算機、進行量子通信等許多有趣的事情。 這具有前所未有的潛力，科學家們打算進一步開發。

 來源： sciencealert.com