“幽靈般的超距作用”是阿爾伯特·愛因斯坦對量子糾纏概念的著名嘲諷——在這種概念中，物體可以相互連線，並立即相互影響，無論距離多遠。現在研究人員提出，這種幽靈般的超距作用可能以某種方式在死後依然起作用，其影響在物體之間的連線斷開後仍然可以感受到。
在量子糾纏實驗中，量子糾纏是量子計算和密碼學的基本基礎，物理學家依賴於光子對。測量一對糾纏光子中的一個會立即影響其對應物，無論它們在理論上相距多遠。目前的記錄距離是144公里，從拉帕爾馬島到加那利群島的特內里費島。
在實踐中，糾纏是一種極其脆弱的狀態。背景干擾很容易破壞這種狀態——尤其對量子計算來說是一個禍害，因為計算只有在糾纏持續期間才能完成。但是，麻省理工學院的量子物理學家塞思·勞埃德首次提出，糾纏的記憶可以在其破壞後倖存下來。他將這種效應比作艾米莉·勃朗特的著名小說《呼嘯山莊》：“幽靈般的凱瑟琳像來自墳墓之外的一道閃光一樣與她的量子希思克利夫交流。”
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當勞埃德研究糾纏光子用於照明時會發生什麼時，這個見解出現了。人們可能會認為它們可以幫助拍攝更好的照片。例如，閃光攝影向外發射光線，並從物體反射回來的光子建立影像，但是來自其他物體的雜散光子可能會被誤認為是返回訊號，從而使快照模糊不清。如果閃光燈發射的是糾纏光子，則透過將返回的光子與作為參考的連結對應物進行匹配，可能會更容易濾除噪聲訊號。
儘管如此，鑑於糾纏是如此脆弱，勞埃德並不期望量子照明會奏效。但是，“我很絕望，”他回憶道，渴望從國防高階研究計劃局的感測器計劃中贏得資金，用於在嘈雜環境中成像。令人驚訝的是，當勞埃德計算量子照明可能表現得有多好時，它顯然不僅奏效，而且“為了獲得量子照明的全部增強效果，所有糾纏都必須被破壞，”他解釋道。
勞埃德承認這一發現令人困惑——而且不僅僅對他而言。西北大學的量子物理學家普雷姆·庫馬爾對量子照明的任何好處都持懷疑態度，直到他看到了勞埃德的數學計算。“每個人都在試圖理解這一點。它提出的問題多於答案，”庫馬爾說。“如果糾纏沒有幸存下來，但你似乎可以從中獲得好處，那麼現在可能輪到理論家來檢視糾纏是否在這些優勢中發揮作用，或者是否涉及其他因素。”
作為一種可能的解釋，勞埃德建議，儘管光子之間的糾纏可能在技術上完全消失了，但在測量後，其某些痕跡可能仍然完好無損。“您可以將光子視為狀態的混合物。儘管這些狀態中的大多數不再糾纏，但一種或少數幾種狀態仍然糾纏，正是這種混合物中的一小部分導致了這種效應，”他評論道。
如果量子照明有效，勞埃德認為它可以將雷達和X射線系統以及光學電信和顯微鏡的靈敏度提高一百萬倍或更多。它還可以帶來更隱蔽的軍事掃描器，因為即使在使用較弱的訊號時它們也可以工作，從而使其更容易對對手隱藏。勞埃德和他的同事在2008年提交給《物理評論快報》的一篇論文中詳細介紹了量子照明的實際實施方案，該論文建立在9月12日《科學》雜誌上發表的理論工作的基礎上。
實際上證明這種效應可能是真正的挑戰。容易的部分是建立糾纏光子：只需將光線穿過一種特殊的“下轉換”晶體，該晶體充當分束器；它會產生分離但連結的光束。一束光束照射物體，另一束光束用作參考。然後將返回光束和參考光束合併在一起（基本上是透過使它們反向穿過分束器）；糾纏的光子應該更可能重新組合或“上轉換”。但是，任何證明量子照明可以提高成像靈敏度的實驗都必須使用微弱訊號，並且製造能夠高效上轉換微弱光束的材料在技術上是艱鉅的，庫馬爾說。儘管如此，勞埃德預測對該方案的實驗測試可能會在今年晚些時候進行。
庫馬爾懷疑，除了提高成像靈敏度外，這種效應可能還會為量子計算或量子密碼學帶來好處。“量子世界非常奇異和複雜，這表明那裡一直潛伏著驚喜，”他說。
注意：本文最初以標題“量子來世”印刷。