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被稱為量子糾纏的神秘現象——物體似乎以快於光速的速度進行通訊,從而瞬間相互影響,無論它們相距多遠——曾被愛因斯坦 著名地斥為“幽靈般的超距作用”。新的實驗可能很快就能透過使人們能夠用肉眼看到糾纏的光脈衝來回答懷疑論者。
儘管愛因斯坦反對量子糾纏的概念,但科學家們已經反覆證明,測量一對糾纏物體中的一個,例如光子,會立即影響其對應物,無論它們之間的距離有多遠——理論上是這樣。目前的最遠距離記錄是 144 公里,在加那利群島的拉帕爾馬島和特內里費島之間。
光子構成了光——科學家們經常糾纏這些微小的能量包這一事實,引發了人類實際上可能能夠觀察到這種效應的可能性。現在,向人眼發射糾纏光子的實驗正在開發中,並且應該在今年晚些時候進行。“令人著迷的是,糾纏是我們可以用肉眼看到的東西——它使我們更接近這種奇怪的量子現象,”瑞士日內瓦大學的量子物理學家尼古拉斯·吉辛研究員指出。
糾纏是透過建立糾纏粒子、將它們傳送到不同的探測器,並觀察對一個粒子的測量如何快速影響另一個粒子來測量的。這個實驗的想法很簡單,就是用人類視覺代替光子探測器。人類視網膜非常敏感,能夠被大約七個光子觸發。儘管它們的效率只有大約 7%(每 100 個進入瞳孔的光子中,只有大約 7 個到達視網膜),但它們的暗計數幾乎為零,這意味著它們幾乎不會產生誤報。
“眼睛實際上可以探測到單個光子,但除非有大約七個光子,否則光傳送到大腦的訊號會被抑制——否則即使在完全黑暗中,你也會看到光閃爍,”量子物理學家、麻省理工學院的塞思·勞埃德解釋說。
首先,吉辛和他的同事將糾纏一對光子,然後透過將這些光子中的每一個與另一組例如 100 個光子糾纏來放大這些訊號。在他們目前正在開發的安排中,一束光子脈衝將傳送給一個人,而另一束光子脈衝將傳送給傳統的 photon 探測器,以測試志願者所看到的內容,吉辛說。“雖然沒有理由在兩側都使用人眼,但最終的實驗可以包括這一點,”他補充說。吉辛和他的同事已將他們的計劃釋出到 arXiv.org,並將該想法提交給期刊《物理評論 A》以進行更正式的發表。
吉辛告誡說,人們不應草率地得出結論,認為此類實驗會將人與機器或其他人糾纏在量子層面。相反,“人們將看到彼此糾纏的光子,”他解釋道。
儘管傳統的光子探測器已經可以完成這些結果,“但從人類的角度來看,這很吸引人——我總是更喜歡用肉眼看星系,而不是從網際網路上下載圖片,”英國布里斯托爾大學的量子物理學家桑杜·波佩斯庫說,他沒有參與這項研究。“此外,有趣的是,到目前為止,還沒有人有動力考慮這種探測器——你通常想使用盡可能最好的探測器,而不是像人眼這樣的東西。”他補充說,糾纏通常被認為是一種相當脆弱的現象,而這樣的實驗可以突出表明,它足夠強大,“足以在一個人探測到它時倖存下來——比人們通常認為的要強大得多。”
勞埃德也沒有參與吉辛團隊的這些實驗,他說,“如果你仍然可以用肉眼探測到糾纏,那將非常棒,儘管你使用的是肉眼,這是一個不完美的探測器,而且非常糟糕。”他補充說:“這確實是一項紮實的工作,當他們確實有一個與人類相關的實驗時,我希望成為下一個排隊的人。”