重大突破:科学家首次实测量子纠缠传递速度

来源:Glass Almanac

在量子物理领域迎来突破性进展之际,科学家们首次测量到了量子纠缠发生的速度——这项研究成果不仅挑战了我们对量子世界的认知,更可能深刻改变未来的数据安全和计算技术。

长期以来,量子纠缠被认为是一种瞬时发生的现象。但这项刚刚发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的研究表明,纠缠虽极其迅速,却并非绝对瞬间完成。研究人员以前所未有的精度,追踪了纠缠过程中电子的运动,并首次测得两个粒子之间纠缠建立的时间差。


阿秒级精度开启新纪元

为了达到如此惊人的观测能力,研究团队使用了阿秒(attosecond)级别的测量手段——一阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一,相当于光在一根头发宽度内穿行所需的时间。这种精度让科学家得以观察此前完全无法捕捉到的量子行为细节,为新技术打开了想象空间。

这种科学突破不仅令人赞叹,它还为更快、更安全的数据传输提供了理论基础。


量子纠缠:远距同步的奇迹

量子纠缠是指两个粒子处于一种紧密联系状态,哪怕相距遥远,其中一个粒子的状态改变会瞬间影响另一个。这项研究由奥地利物理学家 Joachim Burgdörfer 和 Iva Březinová 领衔,他们利用高频激光将电子喷射并使其与另一个粒子产生纠缠,从而实现在受控环境中精确观测纠缠建立过程。

Burgdörfer 表示,该研究打破了经典物理学关于“个体性”的观念——在量子世界中,“你”和“我”的界限可能并不存在。


量化纠缠速度:技术与成果

研究团队采用了“阿秒条纹成像”(attosecond streaking)和 RABBIT 技术(两光子干涉成像)等尖端方法,精确测量了电子逸出(光电离)的零时间点。他们发现,电子之间建立纠缠的时间差约为 232 阿秒——这意味着量子纠缠虽然极快,却有明确可测的过程。

这项成果不仅解答了量子物理中长期悬而未决的问题,也为未来量子技术提供了可靠实验基础。


对未来的意义:量子计算与信息安全

这一发现的意义远超实验室范围。Iva Březinová 指出,了解纠缠的生成机制是开发新一代量子加密技术的关键——未来的数据传输可能实现几乎无法被破解的绝对安全。

此外,量子纠缠控制能力的提升,也可能催生一类全新的超高速量子计算机,从人工智能、科学模拟到全球通信网络,都将面临一场技术飞跃。


通向量子未来的一大步

尽管这只是量子技术发展历程中的一个新起点,但它标志着我们正迈入一个“阿秒物理”主导的新纪元。科学家将继续深入探索如何操控纠缠状态,将其转化为实际可用的技术能力。

未来几十年,我们可能会看到:从全球通信到数据加密,从人工智能到基础科学,整个科技生态都因量子技术而焕然一新。

这项研究或将成为科技史上的里程碑,而我们,正处于通向“量子时代”的起点。

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