世界不思議

德國科學家成功糾纏相距 33 公里的 2 個原子


一個數據傳輸完全不會被駭客攻擊的網路,可以在量子糾纏現象的幫助下成為現實。來自德國的一群科學家最近證明相隔 33 公里原子於光纖上糾纏,推進更安全的量子網路研究。

量子糾纏(quantum entanglement)是一種不可思議的量子現象,當 2 個或幾個粒子相互作用後會綜合成「整體性質」,無法再單獨描述粒子特性,只能整體看待該系統,檢查其中一個粒子就能得知另一個粒子的狀態;更奇怪的是,改變其中一個粒子某些特性,它的夥伴會立刻跟著受影響,無論它們相距多遠。

這種訊息「傳送」的速度比光速還快,連愛因斯坦都覺得過分,因此他將其描述為「鬼魅般的超距作用」(spooky action at a distance)。

近幾十年來,量子糾纏現象已在實驗中證實,且科學家也利用這種奇異性質達成長距離快速傳輸數據目的,最近來自德國慕尼黑大學與薩爾蘭大學的研究團隊,更創下 2 個原子透過光纖進行量子糾纏的最遠距離記錄。

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團隊首先將 2 個銣原子以 700 公尺光纖隔開,接著光纖再透過其他線路延伸長達 33 公里,接著以雷射脈衝激發銣原子,使其射出與銣原子產生量子糾纏的光子,然後光子沿著光纖電纜發送於接收站相遇,研究人員再對光子進行測量使其糾纏——由於它們已與原先的銣原子糾纏,因此銣原子也跟著糾纏。

雖然之前就有光子在更遠距離糾纏的紀錄,但新研究刷新 2 個原子於光纖上糾纏的距離,團隊表示這是實現量子網路的重要一步,更重要的是研究表明它們可以使用現有光纖基礎設施運行,之後應該也能與衛星技術結合。

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新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

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