然而,以往所有的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)都存在著一個(gè)根本的局限,即只能傳輸單個(gè)自由度的量子狀態(tài),而真正的量子物理體系自然地?fù)碛卸喾N自由度的性質(zhì),即使是一個(gè)最簡(jiǎn)單的基本粒子,如單光子,它的性質(zhì)也包括波長(zhǎng)、動(dòng)量、自旋和軌道角動(dòng)量等等。
潘建偉對(duì)科技日?qǐng)?bào)介紹說(shuō):“測(cè)量一個(gè)自由度,不干擾其他自由度,很困難。好比測(cè)量身高,尺子一拉,體重就受了影響。”
中科大此次就是進(jìn)一步發(fā)展出了“非摧毀性的測(cè)量技術(shù)”。經(jīng)過(guò)多年艱苦努力,研究人員成功制備了國(guó)際上最高亮度的自旋-軌道角動(dòng)量超糾纏源、高效率的軌道角動(dòng)量測(cè)量器件,突破了以往國(guó)際上只能操縱兩光子軌道角動(dòng)量的局限,搭建了6光子11量子比特的自旋-軌道角動(dòng)量糾纏實(shí)驗(yàn)平臺(tái),從而首次讓一個(gè)光子的“自旋”和“軌道角動(dòng)量”兩項(xiàng)信息能同時(shí)傳送。
量子糾纏或許存在“金發(fā)女孩效應(yīng)”
《科技日?qǐng)?bào)》10月13日?qǐng)?bào)道,就像童話故事《金發(fā)姑娘和三只熊》中所描述的,凡事都應(yīng)有度,而不能超越極限,按照這一原則行事產(chǎn)生的效應(yīng),人們稱之為“金發(fā)女孩效應(yīng)”。一項(xiàng)新研究預(yù)測(cè),量子糾纏(物質(zhì)與光之間相互作用的狀態(tài))也存在這種效應(yīng),并提出宇宙在“既不太快也不太慢”的情況下起源。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,通過(guò)研究物質(zhì)和光同時(shí)存在的系統(tǒng)(包括宇宙在內(nèi)),研究人員發(fā)現(xiàn),以適中的速度經(jīng)歷量子相變會(huì)產(chǎn)生最豐富、最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)類似于平滑、空洞的空間中的“缺陷”。研究結(jié)果發(fā)表在美國(guó)物理學(xué)會(huì)主要會(huì)刊《物理評(píng)論A》上。
在日常世界中,一種物質(zhì)可以在不同的溫度條件下經(jīng)歷相變,例如水可以在足夠熱或足夠冷的條件下變成水蒸氣或冰。但是在量子世界中,一個(gè)系統(tǒng)可以在絕對(duì)零度的情況下經(jīng)歷相變,只要改變光和物質(zhì)之間互相作用的量就可以。這種相變會(huì)產(chǎn)生量子糾纏。