随着新一届诺贝尔物理学奖落下帷幕,人类似乎离证明世界是虚拟存在的说法又进了一步。首先,先简单地解释一下何为“量子纠缠”——即两个分离相隔无论多远的粒子,在量子纠缠的作用下,其中一方发生变化,另一方也会同一时间发生相同的变化,就好像是心灵感应一般。
量子纠缠,乍一听起来就像是科幻小说中的设定,实则是量子力学中的一种非常重要而又神秘的现象。这意味着,当我们改变其中一个粒子的状态时,另一个粒子的状态也会立即发生变化,即使这两个粒子相距几千甚至几百万光年。
一项实验表明,量子隐形传态与经典通信信号可在同一根光缆中共存。美国西北大学研究人员通过普通光缆,成功将量子态隐形传输了30公里。这为量子通信与现有互联网光缆相结合带来了新的可能,大大简化了分布式量子传感或计算应用所需的基础设施。相关论文发表于最新一期《光学》杂志。
前不久,中国科学技术大学采用单光子干涉技术,实现了远距离量子存储节点间的量子纠缠,并以此为基础构建了国际首个基于量子纠缠的城市范围的三节点量子网络。这个工作使得现实量子纠缠网络的距离从之前以往的几十米提升至几十公里级别,相关成果于2024年5月发表在了国际顶尖学术期刊《自然》上。
在科幻小说《三体》中,三体文明与地球人之间的通讯使用了一种基于量子纠缠实现的量子通讯技术。这种技术借助了量子纠缠的神奇特性,使得在两个远距离的地点之间,可以通过量子纠缠的方式建立起一种特殊的通讯渠道,且该通讯渠道具有非常高的安全性和可靠性。