site logo: www.epochtimes.com

研究验证“量子纠缠”存在 突破光速不变论

人气: 1053
【字号】    
   标签: tags: , , , ,

【大纪元2015年11月24日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)近日,美国科学家在室温下实现超光速的量子通信——量子纠缠(quantum entanglement)。

据物理学网站 phys.org 近日报导,芝加哥大学的分子工程研究所(Institute for Molecular Engineering)科学家在室温下使用半导体圆晶片(semiconductor wafer)实现量子信息传输——量子纠缠。

报导说,本次芝加哥大学的最新试验证实,在日常室温下用小磁场于宏观尺度中即可完成量子纠缠。研究者使用肉眼不可见的红外线激光,将成千上万的电子和原子核的磁场态有序地排列,然后通过类似核磁共振(MRI)的电磁脉冲,在40立方微米体积大的碳化硅(SiC)半导体内得到电子和原子核的量子纠缠结果。

因为碳化硅是一种生物体能很好适应的物质,所以科学家认为该实验表明量子纠缠可以很好地应用于医学生物领域。研究者之一、IBM研究院的托马斯沃森研究中心(Thomas J. Watson Research Center)的亚布拉罕‧法克(Abram Falk)说:“我们很激动,得到因量子纠缠而改善的核磁共振成像探测器,这会在生物医学领域有重要的意义。”

科学家使用肉眼不可见的红外线激光在室温下实现宏观尺度的量子纠缠。(phys.org 网页截图)
科学家使用肉眼不可见的红外线激光在室温下实现宏观尺度的量子纠缠。(phys.org 网页截图)

报导说,该最新试验突破以前的很多限制。人们在从前试验中,必须制造超低温(零下270摄氏度)与巨大磁场(比典型的制冷磁场大1,000倍)或使用化学反应器才能完成。

量子纠缠突破光速不变的理论限制

量子纠缠也称量子缠结,是指微观世界中的粒子之间所发生的相互影响没有时间和空间障碍,也就是说两个相互关联的微观粒子无论相隔多远,一个粒子的量子状态改变和另一个是同步发生的。

因为这种信息传递方式是超光速的,所以无法用爱因斯坦的光速不变原理来解释。但是,根据量子理论,这种被称为爱因斯坦的幽灵——超距作用(spooky action in a distance)的现象是存在的。

1982年,法国物理学家艾伦‧爱斯派克特(Alain Aspect)等人曾证实微观粒子的“量子纠缠”。1993年,美国科学家查理斯‧贝内特(Charles Bennet)在量子纠缠理论的基础上,提出了量子通信(Quantum Teleportation)的概念,即利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现通信过程。

验证量子纠缠具有重大意义

而在今年10月,欧洲科学家也验证超光速的量子纠缠。《纽约时报》10月22日报导,荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)的科学家采用贝尔试验方法,观测到相距1.3公里的成对电子之间的量子纠缠现象。

该研究的首席科学家罗纳德‧汉森(Ronald Hanson)教授说:“自上个世纪70年代以来,人们就一直进行这种试验,只是方法中需要附加各种假设。而我们现在的试验(无须这些假设)证明了幽灵般超距作用。”

英国《每日邮报》10月21日报导说,这项实验具有深刻意义,会引发具有挑战性的哲学问题。英国伯明翰大学(Birmingham University)凯伊‧邦格斯(Kai Bongs)教授认为,这项研究不但向人们展示微观下的量子现象与传统经验之间的巨大差异,而且具有开发超级安全加密通信技术的实际意义。

责任编辑:苏漾

评论
2015-11-24 1:35 PM
Copyright© 2000 - 2016   大纪元.