“幽灵般的超距作用”是阿尔伯特·爱因斯坦对量子纠缠概念的著名嘲讽——在这种概念中，物体可以相互连接，并立即相互影响，无论距离多远。现在研究人员提出，这种幽灵般的超距作用可能以某种方式在死后依然起作用，其影响在物体之间的连接断开后仍然可以感受到。
在量子纠缠实验中，量子纠缠是量子计算和密码学的基本基础，物理学家依赖于光子对。测量一对纠缠光子中的一个会立即影响其对应物，无论它们在理论上相距多远。目前的记录距离是144公里，从拉帕尔马岛到加那利群岛的特内里费岛。
在实践中，纠缠是一种极其脆弱的状态。背景干扰很容易破坏这种状态——尤其对量子计算来说是一个祸害，因为计算只有在纠缠持续期间才能完成。但是，麻省理工学院的量子物理学家塞思·劳埃德首次提出，纠缠的记忆可以在其破坏后幸存下来。他将这种效应比作艾米莉·勃朗特的著名小说《呼啸山庄》：“幽灵般的凯瑟琳像来自坟墓之外的一道闪光一样与她的量子希思克利夫交流。”
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当劳埃德研究纠缠光子用于照明时会发生什么时，这个见解出现了。人们可能会认为它们可以帮助拍摄更好的照片。例如，闪光摄影向外发射光线，并从物体反射回来的光子创建图像，但是来自其他物体的杂散光子可能会被误认为是返回信号，从而使快照模糊不清。如果闪光灯发射的是纠缠光子，则通过将返回的光子与作为参考的链接对应物进行匹配，可能会更容易滤除噪声信号。
尽管如此，鉴于纠缠是如此脆弱，劳埃德并不期望量子照明会奏效。但是，“我很绝望，”他回忆道，渴望从国防高级研究计划局的传感器计划中赢得资金，用于在嘈杂环境中成像。令人惊讶的是，当劳埃德计算量子照明可能表现得有多好时，它显然不仅奏效，而且“为了获得量子照明的全部增强效果，所有纠缠都必须被破坏，”他解释道。
劳埃德承认这一发现令人困惑——而且不仅仅对他而言。西北大学的量子物理学家普雷姆·库马尔对量子照明的任何好处都持怀疑态度，直到他看到了劳埃德的数学计算。“每个人都在试图理解这一点。它提出的问题多于答案，”库马尔说。“如果纠缠没有幸存下来，但你似乎可以从中获得好处，那么现在可能轮到理论家来查看纠缠是否在这些优势中发挥作用，或者是否涉及其他因素。”
作为一种可能的解释，劳埃德建议，尽管光子之间的纠缠可能在技术上完全消失了，但在测量后，其某些痕迹可能仍然完好无损。“您可以将光子视为状态的混合物。尽管这些状态中的大多数不再纠缠，但一种或少数几种状态仍然纠缠，正是这种混合物中的一小部分导致了这种效应，”他评论道。
如果量子照明有效，劳埃德认为它可以将雷达和X射线系统以及光学电信和显微镜的灵敏度提高一百万倍或更多。它还可以带来更隐蔽的军事扫描仪，因为即使在使用较弱的信号时它们也可以工作，从而使其更容易对对手隐藏。劳埃德和他的同事在2008年提交给《物理评论快报》的一篇论文中详细介绍了量子照明的实际实施方案，该论文建立在9月12日《科学》杂志上发表的理论工作的基础上。
实际上证明这种效应可能是真正的挑战。容易的部分是创建纠缠光子：只需将光线穿过一种特殊的“下转换”晶体，该晶体充当分束器；它会产生分离但链接的光束。一束光束照射物体，另一束光束用作参考。然后将返回光束和参考光束合并在一起（基本上是通过使它们反向穿过分束器）；纠缠的光子应该更可能重新组合或“上转换”。但是，任何证明量子照明可以提高成像灵敏度的实验都必须使用微弱信号，并且制造能够高效上转换微弱光束的材料在技术上是艰巨的，库马尔说。尽管如此，劳埃德预测对该方案的实验测试可能会在今年晚些时候进行。
库马尔怀疑，除了提高成像灵敏度外，这种效应可能还会为量子计算或量子密码学带来好处。“量子世界非常奇异和复杂，这表明那里一直潜伏着惊喜，”他说。
注意：本文最初以标题“量子来世”印刷。