搭建通往量子世界的桥梁

纠缠是量子力学的主要原理之一。奥地利科学技术学院的约翰·芬克教授的研究小组的物理学家找到了一种使用机械振荡器产生纠缠辐射的方法。作者在最新版的《自然》杂志上发表了这种方法，在连接量子计算机时可能会被证明非常有用。

纠缠是量子世界中的一种典型现象，在所谓的古典世界中不存在。所谓的古典世界是控制我们日常生活的世界和物理学定律。当两个粒子纠缠在一起时，可以通过查看另一个粒子来确定一个粒子的特性。这是爱因斯坦发现的，这种现象现在在量子密码学中得到了积极的应用，据说这种现象会导致不可破解的代码。但这不仅会影响粒子，还会使辐射纠缠：这是IST Austria芬克教授小组的博士后Shabir Barzanjeh目前正在研究的现象。

他解释说：“想象一下有两个出口的盒子。如果两个出口纠缠在一起，那么一个出口就可以通过观察另一个出口来表征辐射。”以前曾产生过纠缠的辐射，但是在这项研究中，第一次使用了机械物体。该小组产生的硅束长30微米，由大约一万亿(1012)个原子组成，在我们眼中可能仍然很小，但是对于量子世界来说，它却很大。“对我来说，这个实验从根本上来说很有趣，”巴赞耶说。“问题是：一个人能用这么大的系统产生非经典的辐射吗?现在我们知道答案是：是的。”

但是该设备也具有实用价值。机械振荡器可以充当极其敏感的量子计算机与将它们连接到数据中心内外的光纤之间的链接。巴尔赞耶说：“我们建造的是量子链接的原型。”

在超导量子计算机中，电子器件仅在极低的温度下工作，该温度仅比“绝对零”(-273.15°C)高出几千度。这是因为这样的量子计算机是基于对噪声和损耗极为敏感的微波光子进行操作的。如果量子计算机中的温度升高，所有信息将被破坏。结果，将信息从一台量子计算机转移到另一台量子计算机目前几乎是不可能的，因为信息将不得不穿越一个过热的环境以至于无法生存。

另一方面，网络中的传统计算机通常通过光纤连接，因为光辐射非常强大，可以抵御可能破坏或破坏数据的干扰。为了将这种成功的技术也用于量子计算机，必须建立一个链接，该链接可以将量子计算机的微波光子转换为光学信息载体，或者将生成纠缠的微波光场的设备转换为量子隐形传态的资源。这样的联系将成为室温光学和低温量子世界之间的桥梁，而物理学家开发的装置是朝这个方向迈出的一步。第一作者巴赞耶(Barzanjeh)说：“我们制造的振荡器使我们更接近量子互联网。”

但这不是设备的唯一潜在应用。Shabir Barzanjeh和Johannes Fink补充说：“我们的系统还可用于改善引力波探测器的性能：事实证明，观察到这种稳态纠缠场意味着产生它的机械振荡器必须是量子对象。 “这适用于任何类型的介体，而无需直接对其进行测量，因此在将来，我们的测量原理可以帮助验证或伪造其他难以质询的系统(如生物体或重力场)的潜在量子性质。”

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