科學(xué)家們捕捉到了世界上第一張“量子糾纏”的真實(shí)照片。這是一種奇怪的現(xiàn)象，物理學(xué)家愛因斯坦甚至曾稱其為“遠(yuǎn)方的幽靈”。

來(lái)自蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)的物理學(xué)家拍攝到了這張?bào)@人的照片。

圖：University of Glasgow

雖然看起來(lái)只是一張灰蒙蒙的照片，但這卻是我們第一次看到粒子相互作用的場(chǎng)景，而這也正是形成量子計(jì)算的基礎(chǔ)。

量子糾纏指的是——當(dāng)幾個(gè)粒子形成了不可分割的連接后，無(wú)論它們相距多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子發(fā)生的所有情況都會(huì)立即影響到另一個(gè)粒子。

這張?zhí)厥獾恼掌@示了兩個(gè)光子之間的糾纏。它們不僅相互作用，并且在短時(shí)間內(nèi)共享了物理狀態(tài)。

該研究的主要作者Paul Antoine Moreau表示：“這幅圖像優(yōu)雅地展示了自然的本質(zhì)屬性?！?/p>

Moreau和其他物理學(xué)家一起研制了一個(gè)系統(tǒng)，用他們所說(shuō)的“非常規(guī)物體”發(fā)射出糾纏的光子流。

這場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上捕捉到的是四種不同相變下的光子圖像，如下圖所示：

圖：Moreau et al., Science Advances, 2019

而你最終看到的圖像實(shí)際上是光子經(jīng)過(guò)了一系列相變后多重圖像的合成。

物理學(xué)家將糾纏的光子分裂開來(lái)，令一束光穿過(guò)一種叫作β-硼酸鋇的液晶材料，以此引發(fā)四次相變。

與此同時(shí)，研究人員拍攝了相互糾纏的光子對(duì)在經(jīng)過(guò)相同相變時(shí)的照片，無(wú)論它有沒(méi)有穿過(guò)液晶材料。

就如下圖所示：光束從左下角出發(fā)，分裂一半通過(guò)四相位濾波器，其它的則是直接經(jīng)歷了相同的相位變化。

圖：Moreau et al., Science Advances, 2019

攝像機(jī)捕捉到的圖像顯示，盡管光子束被切割了，卻還是以同樣的方式在移動(dòng)。換句話說(shuō)，它們發(fā)生了糾纏。

當(dāng)量子糾纏的理論因愛因斯坦而出名時(shí)，已故的物理學(xué)家John Stewart Bell幫助完善了量子糾纏的定義，并建立了貝爾不等式?；旧?，如果能打破貝爾不等式，就能確認(rèn)真正的量子糾纏。

研究人員表示：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察到的圖像，就等于打破了貝爾不等式。”

這一結(jié)果為未來(lái)的量子成像開辟了新的道路。