糾纏是量子力學(xué)的主要原理之一。奧地利科學(xué)技術(shù)學(xué)院的約翰·芬克教授的研究小組的物理學(xué)家找到了一種使用機(jī)械振蕩器產(chǎn)生糾纏輻射的方法。作者在最新版的《自然》雜志上發(fā)表了這種方法，在連接量子計(jì)算機(jī)時(shí)可能會(huì)被證明非常有用。

糾纏是量子世界中的一種典型現(xiàn)象，在所謂的古典世界中不存在。所謂的古典世界是控制我們?nèi)粘Ｉ畹氖澜绾臀锢韺W(xué)定律。當(dāng)兩個(gè)粒子糾纏在一起時(shí)，可以通過查看另一個(gè)粒子來確定一個(gè)粒子的特性。這是愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的，這種現(xiàn)象現(xiàn)在在量子密碼學(xué)中得到了積極的應(yīng)用，據(jù)說這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致不可破解的代碼。但這不僅會(huì)影響粒子，還會(huì)使輻射糾纏：這是IST Austria芬克教授小組的博士后Shabir Barzanjeh目前正在研究的現(xiàn)象。

他解釋說：“想象一下有兩個(gè)出口的盒子。如果兩個(gè)出口糾纏在一起，那么一個(gè)出口就可以通過觀察另一個(gè)出口來表征輻射。”以前曾產(chǎn)生過糾纏的輻射，但是在這項(xiàng)研究中，第一次使用了機(jī)械物體。該小組產(chǎn)生的硅束長30微米，由大約一萬億(1012)個(gè)原子組成，在我們眼中可能仍然很小，但是對于量子世界來說，它卻很大。“對我來說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)從根本上來說很有趣，”巴贊耶說。“問題是：一個(gè)人能用這么大的系統(tǒng)產(chǎn)生非經(jīng)典的輻射嗎?現(xiàn)在我們知道答案是：是的。”

但是該設(shè)備也具有實(shí)用價(jià)值。機(jī)械振蕩器可以充當(dāng)極其敏感的量子計(jì)算機(jī)與將它們連接到數(shù)據(jù)中心內(nèi)外的光纖之間的鏈接。巴爾贊耶說：“我們建造的是量子鏈接的原型。”

在超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)中，電子器件僅在極低的溫度下工作，該溫度僅比“絕對零”(-273.15°C)高出幾千度。這是因?yàn)檫@樣的量子計(jì)算機(jī)是基于對噪聲和損耗極為敏感的微波光子進(jìn)行操作的。如果量子計(jì)算機(jī)中的溫度升高，所有信息將被破壞。結(jié)果，將信息從一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)目前幾乎是不可能的，因?yàn)樾畔⒉坏貌淮┰揭粋€(gè)過熱的環(huán)境以至于無法生存。

另一方面，網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)通常通過光纖連接，因?yàn)楣廨椛浞浅?qiáng)大，可以抵御可能破壞或破壞數(shù)據(jù)的干擾。為了將這種成功的技術(shù)也用于量子計(jì)算機(jī)，必須建立一個(gè)鏈接，該鏈接可以將量子計(jì)算機(jī)的微波光子轉(zhuǎn)換為光學(xué)信息載體，或者將生成糾纏的微波光場的設(shè)備轉(zhuǎn)換為量子隱形傳態(tài)的資源。這樣的聯(lián)系將成為室溫光學(xué)和低溫量子世界之間的橋梁，而物理學(xué)家開發(fā)的裝置是朝這個(gè)方向邁出的一步。第一作者巴贊耶(Barzanjeh)說：“我們制造的振蕩器使我們更接近量子互聯(lián)網(wǎng)。”

但這不是設(shè)備的唯一潛在應(yīng)用。Shabir Barzanjeh和Johannes Fink補(bǔ)充說：“我們的系統(tǒng)還可用于改善引力波探測器的性能：事實(shí)證明，觀察到這種穩(wěn)態(tài)糾纏場意味著產(chǎn)生它的機(jī)械振蕩器必須是量子對象。 “這適用于任何類型的介體，而無需直接對其進(jìn)行測量，因此在將來，我們的測量原理可以幫助驗(yàn)證或偽造其他難以質(zhì)詢的系統(tǒng)(如生物體或重力場)的潛在量子性質(zhì)。”