（原標(biāo)題：《Nature》：科學(xué)家完成首次大規(guī)模量子糾纏實(shí)驗(yàn)）
量子糾纏是一種相當(dāng)燒腦的現(xiàn)象，它指的是一對(duì)或者一組粒子的相互作用，這種相互作用使得這些粒子可以違反經(jīng)典力學(xué)法則。即使兩個(gè)物體并沒(méi)有物理連接，甚至它們之間的距離如宇宙長(zhǎng)度般遙遠(yuǎn)，也能同時(shí)相互產(chǎn)生影響。
被愛(ài)因斯坦描述為“鬼魅般的超距作用（spooky action at a distance）”的糾纏現(xiàn)象是量子力學(xué)的基礎(chǔ)，這門學(xué)科描述極其微小的物體所具備的奇異物理現(xiàn)象。在如量子計(jì)算機(jī)等革命性的技術(shù)中，量子糾纏也擔(dān)當(dāng)了重要的角色。
要通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)展現(xiàn)量子糾纏這種現(xiàn)象極其困難，即便是最微小的環(huán)境干擾也有可能打斷所研究粒子間的聯(lián)系，所以到目前為止，人們只成功用光子或與之大小相近的原子在極其微小的范圍內(nèi)展示過(guò)這一現(xiàn)象。
然而，在《Nature》雜志刊登的一項(xiàng)新研究中，一個(gè)由來(lái)自不同高校的科學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)完成了一次創(chuàng)舉——在大規(guī)模量級(jí)的實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了量子糾纏現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)將有助于擴(kuò)展人們對(duì)于量子力學(xué)的認(rèn)知。這些科學(xué)家分別來(lái)自澳大利亞的新南威爾士大學(xué)、芝加哥大學(xué)和芬蘭的兩所高校——阿爾托大學(xué)和于韋斯屈萊大學(xué)。
該團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)電路施加微波，讓安裝在一枚硅質(zhì)芯片上的兩個(gè)鋁制鼓膜發(fā)生高頻振動(dòng)，并成功使兩個(gè)鼓膜的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生糾纏現(xiàn)象。這兩個(gè)鼓膜只有約15微米，大約與人類頭發(fā)的寬度相當(dāng)，但是它們包含了數(shù)十億計(jì)的原子，以量子尺度來(lái)看是巨大的。與之前糾纏實(shí)驗(yàn)的對(duì)象相比，它們要大很多很多。
芝加哥大學(xué)分子工程學(xué)院的教授Aashish Clerk表示：“我們的系統(tǒng)中有兩個(gè)很小的振動(dòng)鼓膜，如果只觀測(cè)其中一個(gè)，你會(huì)覺(jué)得它的運(yùn)動(dòng)是完全隨機(jī)的。但是如果同時(shí)觀測(cè)這兩個(gè)鼓膜，你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者的振動(dòng)模式是及其相關(guān)的，比方說(shuō)一個(gè)鼓膜向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，另一個(gè)就會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。”
他還說(shuō)：“如果從經(jīng)典物理的角度來(lái)看，兩個(gè)鼓膜的振動(dòng)是不會(huì)出現(xiàn)如此強(qiáng)烈的相關(guān)性的，這種糾纏現(xiàn)象正是愛(ài)因斯坦所說(shuō)的‘鬼魅般的超距作用’，也是一直令他迷惑不解的現(xiàn)象。”
研究者們消除了各種環(huán)境干擾，并讓實(shí)驗(yàn)在零下273.15℃（接近絕對(duì)零度）的溫度下進(jìn)行。令人吃驚的是，他們的實(shí)驗(yàn)方法使得糾纏狀態(tài)持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，差不多快半個(gè)小時(shí)。
這個(gè)新發(fā)現(xiàn)意味著我們有可能在較大的物體中人為“制造”糾纏狀態(tài)，而這種可能性在多個(gè)方面都有著重大的意義。
實(shí)驗(yàn)中所使用的硅質(zhì)芯片上的兩個(gè)15微米的鼓膜。這兩個(gè)鼓膜以極高的超聲頻率振動(dòng)，并產(chǎn)生了愛(ài)因斯坦預(yù)測(cè)過(guò)的奇異量子狀態(tài)。
Clerk說(shuō)：“對(duì)于那些要使用量子力學(xué)中最反直覺(jué)概念的各種潛在技術(shù)，如量子計(jì)算機(jī)和各種超精密傳感器等來(lái)說(shuō)，糾纏現(xiàn)象是它們的關(guān)鍵資源。”
Clerk還說(shuō)：“這項(xiàng)研究說(shuō)明，我們現(xiàn)在有能力在宏觀物體上“制造”并維持這種非同尋常的糾纏狀態(tài)。小型振動(dòng)器件在許多應(yīng)用中起到了至關(guān)重要的作用，如手機(jī)中各種傳感器和濾波器等。這類器件的‘量子版本’則可能有更多應(yīng)用，比如它們可以作為某種‘總線’來(lái)從一種物理系統(tǒng)將量子信息傳送到另一個(gè)物理系統(tǒng)。
Clerk 補(bǔ)充道：“更重要的是，當(dāng)被問(wèn)起‘在描述宏觀物體時(shí)，我們要不要修改量子力學(xué)的法則？’時(shí)，許多人覺(jué)得是需要修改的，這是因?yàn)槲覀儗?duì)于量子力學(xué)和重力的相互作用知之甚少。而我們這種讓大的物體產(chǎn)生量子狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)，將可以幫助人們更好的回答這些問(wèn)題。”
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