科普:量子和量子纠缠分发
冷知识
2025-02-24 05:38:20
新华社华盛顿6月15日电（记者林晓春）中国科学家在世界上首次实现了1000公里的量子纠缠分布，相关论文成为新一期美国科学杂志的封面文章。这被称为“里程碑”，其结果涉及一系列术语，包括量子、量子纠缠、纠缠光子、纠缠分布、贝尔不等式等。
量子：量子的概念在物理学中常用。它是物质的基本单位，是能量的最基本载体，不能再被分割。例如，光子是光能的最小单位，不存在“半光子”。quantum一词来自拉丁语quantus，意思是“多少”，代表“相当多的东西”。普朗克在1900年首次提出量子概念。经过爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔和伯恩等科学巨人的不断改进，量子力学理论在20世纪上半叶形成并仍在发展。
量子纠缠：这是一种奇怪的量子力学现象。纠缠态中的两个量子之间存在关联，无论它们相距多远，当一个量子态改变时（例如，人们观察到它），另一个量子态的状态将瞬间改变。这种“心灵感应”的神秘关联被称为量子非定域性，爱因斯坦称之为“幽灵般的远程作用”。
纠缠光子：光子也是一种量子。处于纠缠态的光子称为纠缠光子。
纠缠分布：将制备好的两个纠缠量子发送到远处两点，通过观察两点的测量结果是否符合Bell不等式来测试量子纠缠的存在。这是验证远程量子力学正确性和实现广域量子网络的必要手段。
贝尔不等式：这是物理学家约翰·贝尔在1964年提出的一个数学不等式。它是建立在经典物理学，但不是在量子力学，它可以验证量子力学的理论。尽管过去有大量实验支持量子力学，但这些实验设计中存在漏洞。通过完美的实验来检验贝尔不等式一直是国际物理领域最具竞争力的挑战之一。