科學家探討“時間中傳輸” 量子糾纏觀察新設想

    在“普通的”量子糾纏中，兩個粒子即使在空間上相隔遙遠,，彼此之間也有一種內(nèi)在的聯(lián)系,。據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)近日報道，澳大利亞物理學家最近提出,，只存在于時間上的量子糾纏也可能存在,，而且還可以將這種類時糾纏轉化為正常的類空糾纏。

　　澳大利亞昆士蘭大學物理學家·杰伊·奧爾森和提馬斯·拉爾夫在他們論文中描述了如何用兩個探測器將類時糾纏轉化成類空糾纏,，并探討了用類時糾纏來進行“時間中遠距傳輸”的可能性,。

　　奧爾森解釋說：“基本上，一個在過去的探測器能‘捕獲’某個處于過去量子場狀態(tài)的信息,，攜帶它及時趕赴未來——當它以光速運動時,，這一信息會散逸到遙 遠的時空中去。當另一個處在同一空間位置的探測器捕獲了處于未來場狀態(tài)的信息,，就能把這兩個探測器相互比較,，看看它們的狀態(tài)是否發(fā)生了人們所熟知的普通糾 纏——我們發(fā)現(xiàn)確實如此,，它們應該是糾纏的。”

　　他們提出了實驗設想,，利用類時糾纏作為一種資源,，將一個量子態(tài)移動到未來，并稱這一過程為“時間中的超距傳輸”,。設想實驗中用到兩個量子比特探測器,， 一個被連接到過去場，另一個被連接到未來場,。首先,，由與過去連接的探測器操作一個量子比特，生成有關量子比特如何被探測到的信息,。然后將這一量子比特傳輸 到未來,，基本上跳過中間時期。再把第一個探測器移開,，把第二個跟未來連接的探測器放在第一個探測器的空間位置上,。

　　他們還強調，必須保證一種重要的對稱時間相關性,，實驗才能有效進行,。如果量子比特在零時刻被傳輸，第一臺探測器在零時刻之前運行的時間必須和第二臺探 測器在零時刻之后開始運行的時間相同,。比如,，如果零時刻是12點整，第一臺探測器在11點45分運行,，第二臺探測器必須等到12點15分才開始運行,，這樣 才能獲得糾纏。

　　根據(jù)他們以前的研究經(jīng)驗,，這種類時糾纏應該生成一種源自量子真空的新型熱效應（量子真空被認為有多種熱效應,，包括至今尚未觀察到的霍金輻射）。他們預 測,，用當前的技術觀察新型熱效應可能比其他的熱效應更容易,。這種用于提取和轉化類時糾纏的實驗程序能提供在真空時空中直接觀察量子糾纏的新途徑。

　　“量子糾纏每天都能被觀察到,，”奧爾森說,，“然而，在真空狀態(tài)直接觀察量子糾纏還是首次,，量子糾纏將有可能作為一種資源用于量子技術,。在物理學上，真 空狀態(tài)最接近‘空無一物’（沒有普通粒子的狀態(tài)），觀察并利用真空中固有的糾纏作為一種技術資源,，可能提供一種建造量子設備的方法,，僅僅利用空閑的空間作 為最基本的組成要素。”