钻石长期以来都是成对提供的——比如,镶嵌在漂亮的耳环套装中。现在,物理学家们已经成功地使两颗相隔15厘米的钻石的量子态发生纠缠。量子纠缠是一种现象,通过这种现象,两个或多个物体共享一个看不见的连接,连接着它们之间的空间——例如,一对假设的纠缠骰子,即使它们在不同的地方同时滚动,也总是会掷出相同的数字。但这种连接是脆弱的,因此,物理系统上的纠缠实验通常发生在高度受控的实验室环境中——例如,纠缠一对冷却到接近绝对零度的孤立原子。
在新的研究中,牛津大学、加拿大国家研究委员会和新加坡国立大学的科学家表明,纠缠也可以在更普通的物体中在室温下实现,在本例中是两个不同的合成钻石方块,每个方块的边长为三毫米。研究人员将一束激光分成两束,并照射到钻石上;任何从钻石上散射出来以产生声子(振动能量的量子)的光子都被导入光子探测器。其中一个光子的到达表明钻石中存在振动。
牛津大学的实验物理学家、该研究的共同作者伊恩·沃尔姆斯利说:“我们知道在那个装置的某个地方,存在一个声子。” “但我们无法分辨,即使在原则上,它来自左边的钻石还是右边的钻石。” 事实上,用量子力学术语来说,声子并不局限于任何一颗钻石。相反,两颗钻石进入一种纠缠态,它们之间共享一个声子。
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沃尔姆斯利指出,钻石对于量子科学来说并不完美——它们的纠缠是短暂的——但他希望研究人员将考虑在量子技术中使用更普通的材料。“我认为这给出了一个新的场景,以及某种新例证,有助于指向那个方向,”他说。