藝術(shù)家的實(shí)驗(yàn)概念，其中兩個(gè)原子在400米的距離上纏結(jié)。

量子糾纏仍然是現(xiàn)代物理學(xué)家研究最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之一。被愛因斯坦描述為“遙遠(yuǎn)的幽靈行動(dòng)”，科學(xué)家長(zhǎng)期以來一直試圖調(diào)和量子力學(xué)的這個(gè)方面如何與經(jīng)典力學(xué)共存。從本質(zhì)上說，兩個(gè)粒子遠(yuǎn)距離連接的事實(shí)違反了他所在的位置和現(xiàn)實(shí)性的規(guī)則。

這有就是正確的說法，這違反了貝爾的“不守法”，這個(gè)理論已經(jīng)用了幾十年，以表明盡管與量子力學(xué)不一致的地方和現(xiàn)實(shí)性是有效的。然而，在初次研究中，來自路德維希 - 馬克西米利安大學(xué)（LMU）和慕尼黑量子光學(xué)研究所的研究人員團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列測(cè)試，這些測(cè)試再次違反了貝爾的不平等，證明了糾纏的存在。

愛爾蘭物理學(xué)家約翰·貝爾（John Bell）設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)試，表明自然不會(huì)像愛因斯坦所提出的那樣“隱藏變數(shù)”。

貝爾的不平等（以愛爾蘭物理學(xué)家約翰·貝爾（John Bell，1964年提出）命名）基本上指出，物體的屬性與觀察（現(xiàn)實(shí)主義）無關(guān)，沒有任何信息或物理影響可以比光速（局部性）更快地傳播。這些規(guī)則完美地描述了我們?nèi)祟惷刻旖?jīng)歷的現(xiàn)實(shí)，事物植根于特定的空間和時(shí)間，獨(dú)立于觀察者而存在。

然而，在量子層面上，事情似乎不符合這些規(guī)則。顆粒不僅可以以非局部方式在很大的距離（即糾纏）上連接，而且直到測(cè)量這些顆粒的性質(zhì)才能被定義。雖然所有的實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了量子力學(xué)的預(yù)測(cè)是正確的，但一些科學(xué)家們一直在爭(zhēng)辯說，這些試驗(yàn)結(jié)果可能存在漏洞。

為了解決這個(gè)問題，慕尼黑小組在LMU進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)實(shí)驗(yàn)室位于物理系的地下室時(shí)，第二個(gè)實(shí)驗(yàn)室位于經(jīng)濟(jì)部門的地下室 - 大約400米處。在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，團(tuán)隊(duì)在局部陷阱中捕獲了一個(gè)銣原子，然后開始激發(fā)它們，直到它們釋放單個(gè)光子。

正如文杰明·羅森菲爾德博士在馬克斯·普朗克研究所發(fā)布的一篇文章中所說：

“我們的兩個(gè)觀察站是獨(dú)立運(yùn)行的，并配有自己的激光和控制系統(tǒng)。由于實(shí)驗(yàn)室之間距離為400米，從一個(gè)到另一個(gè)的通信將需要1328納秒，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了測(cè)量過程的持續(xù)時(shí)間。因此，在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，不能在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中使用測(cè)量信息。這就是我們關(guān)閉這個(gè)地方的漏洞?！?/p>

實(shí)驗(yàn)在德國(guó)慕尼黑的路德維?！ゑR克西米蘭大學(xué)校園內(nèi)相隔398米的兩個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行。

一旦將兩個(gè)銣原子激發(fā)到釋放光子的點(diǎn)，則銣原子的自旋態(tài)和光子的偏振態(tài)被有效地纏結(jié)。然后將光子耦合到光纖中并被引導(dǎo)到設(shè)備，在那里它們被干擾。測(cè)量運(yùn)行八天后，科學(xué)家們可以收集大約10,000個(gè)事件來檢查跡象糾纏。

這兩個(gè)被捕獲的銣原子的自旋指示，它們將指向相同的方向（或者相反的方向，取決于糾纏的種類）。慕尼黑隊(duì)發(fā)現(xiàn)的是，對(duì)于絕大多數(shù)事件，原子處于相同的狀態(tài)（或處于相反的狀態(tài)），只有六個(gè)偏差與貝爾的不平等一致。

這些結(jié)果也在統(tǒng)計(jì)學(xué)上比由荷蘭物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)在2015年獲得的結(jié)果更為顯著。為了研究，荷蘭隊(duì)在距離1.3公里的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了鉆石實(shí)驗(yàn)。最后，他們的結(jié)果（以及貝爾不平等的其他最近的測(cè)試）證明量子糾纏是真實(shí)的，有效地關(guān)閉了當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)實(shí)主義漏洞。

正如文雅明·羅森菲爾德解釋的那樣，他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的測(cè)試也超出了這些其他試驗(yàn)的另一個(gè)重大問題。 “我們能夠非?？焖?，高效地確定原子的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，” “因此，我們關(guān)閉了第二個(gè)潛在漏洞：假設(shè)觀察到的違規(guī)是由檢測(cè)到的原子對(duì)的不完整樣本引起的。

科學(xué)家通過獲得違反貝爾不平等的證據(jù)，不僅有助于解決古典與量子物理學(xué)之間的持續(xù)不協(xié)調(diào)。他們也打開了一些令人興奮的可能性的門。例如，多年來，科學(xué)家已經(jīng)預(yù)期量子處理器的發(fā)展，量子處理器依靠糾纏來模擬零和二進(jìn)制代碼。

依靠量子力學(xué)的計(jì)算機(jī)將比傳統(tǒng)的微處理器快一些，并將迎來新的研究與開發(fā)時(shí)代。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全提出了同樣的原則，即采用量子加密來加密信息，使其對(duì)依賴常規(guī)計(jì)算機(jī)的黑客也是致命的。

最后，但肯定并非最不重要的是，量子糾纏通信的概念是一種允許我們將信息傳輸速度快于光速的方法。想象一下，如果我們不再受到相對(duì)論傳播的限制，那么空間旅行和探索的可能性呢？

當(dāng)他將量子糾纏定義為“幽靈行動(dòng)”時(shí)，愛因斯坦沒有錯(cuò)。事實(shí)上，這種現(xiàn)象的大部分影響仍然令人驚奇，因?yàn)樗鼈儗?duì)物理學(xué)家很有吸引力。但是我們?cè)浇咏覀兊睦斫?，我們將越接近越來越了解宇宙的所有已知物理力量如何融合在一起。一切理論?/p>