极客网·网络通讯1月16日英国著名悬疑画家奥森·斯科特·卡德在他的精典悬疑小说《安德的游戏》中想像了这样一个世界:月球上最聪明、最年青的战术家通过一种名为*的设备远程即时指挥部队。
虽然目前还不清楚这些设备是否可能出现,但英国能源部的布鲁克海文国家实验室的科学家们近日详尽介绍了一种“前所未见”的量子纠缠,并表示:有朝一日,通过这些纠缠技术可以开发出强悍的新型通讯工具和计算机。
自从20世纪初得出量子纠缠粒子理论以来,科学家们仍然在企图借助这一现象开发技术。几六年来,这一话题始终是化学学家们激烈争辩的焦点。但是在今年年末,阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽和安东·塞林格这三位科学家更是在量子纠缠方面的卓越研究而被授予诺贝尔化学学奖。
一种“新型”量子纠缠
布鲁克海文国家实验室的最新发觉是在探求一种侦测原子核内部运作的新方式时获得的,使用该实验室的相对论重离子对撞机将粒子加速到接近光速。该实验结果发表在《科学进展》杂志上。
在一般情况下,对撞机会把金粒子打碎,这将去除质子和中子之间的界限,使科学家才能在类似于银河系初期的环境中研究夸克和胶子,这是构成原子核的两种基本粒子。
但在研究中,金粒子并没有被击碎在一起,而是被光子云包围量子物理纠缠的原理,并容许彼此通过。
按照布鲁克海文国家实验室的描述,当它们彼此经过时,由光子和胶子互相作用导致的一系列量子波动形成了一个新粒子,这个新粒子迅速衰变为一对带电的π介子。当检测这种π介午时,科学家可以勾画出原子核内胶子的分布。
参与该项目的STAR合作成员在一篇博客文章中表示,这项技术的工作原理有点像诊所中的扫描设备,但科学家们听到的不是病人的脑部内部,而是质子的内部工作方法。
正是在进行这种检测时,科学家们发觉了一种奇怪的现象——一种新的量子干涉。
布鲁克海文国家实验室的化学学家Xu在博客文章中表示:“我们检测了两个出射粒子,很显著它们的电荷是不同的量子物理纠缠的原理,这说明它们是不同的粒子——但我们看见的干涉模式表明,这种粒子彼此纠缠或同步,虽然它们是可分辨的粒子。”
表示,大多数对纠缠的其他观察都是在光子或相同的电子之间。他说,“这是第一次在实验中观察到不同粒子之间的纠缠。”
量子互联网的帷幕
新加坡能源部的各个国家实验室多年来仍然在深入研究量子热学,包括量子纠缠的实际应用,并为量子互联网的开发投入了数百万英镑的资金。
尽管量子网路难以解释,但它借助粒子的特点,与传统估算中使用的二补码1和0相比可以更有效地编码数据。无论怎样,起码这个看法是这样的。
尽管建立量子网路的努力仍处于起步阶段,但一些实验早已显示出了希望。2019年,布鲁克海文国家实验室演示了纠缠可以光子在一个历时约11英里的光纤网路上的传输。这是当时在英国进行的距离最长的量子纠缠实验。
近来,法国的研究人员展示了使用中间节点传输量子信息的方式,她们觉得这一技术对于实现量子互联网至关重要。
超光速通讯最初是由传奇悬疑画家厄休拉·勒奎恩在1966年发表的悬疑小说《罗坎农的世界》中设想下来的,这是她几部小说中的第一部。她在小说上将超光速通讯技术描述成为行星之间进行交流的方法之一。