1935年A.Einstein首先將糾纏這個幽靈引進(jìn)量子力學(xué),從此有關(guān)她的研究就一直沒有停止過。 量子糾纏和經(jīng)典物理的最大差異在于其空間的非定域性,正是這一奇特的性質(zhì)使她成為當(dāng)下量子信息技術(shù)的核心。糾纏的概念可以從下圖看出: 其中一個粒子處在上態(tài),另一個粒子處在下態(tài)。兩者是一種反關(guān)聯(lián)的狀態(tài)。 這種糾纏必須是某種物理量的糾纏,比如光子的偏振糾纏,原子或者電子的自旋糾纏等等。即必須寄托于某個物理量。 量子糾纏和經(jīng)典物理的最大差異在于其空間的非定域性,正是這一奇特的性質(zhì)使她成為量子信息技術(shù)的核心。在各種糾纏態(tài)中,光子糾纏態(tài)憑借著易產(chǎn)生、易操作等優(yōu)點已經(jīng)成為實驗物理學(xué)家研究的重點對象,是國內(nèi)外量子光學(xué)團(tuán)隊研究的熱點。 歷史上第一次生成糾纏光子對的實驗是在高能物理領(lǐng)域,1946年,吳健雄在劍橋大學(xué)成功的通過正負(fù)電子湮滅生成了兩個偏振糾纏光子對,從那以后各種制備糾纏光子對的方案陸續(xù)被提出,生成的糾纏光子對的性能也在不斷提高。 目前效率比較高的是參量下轉(zhuǎn)換(SPDC)過程,即一個光子通過BBO晶體后會發(fā)生下轉(zhuǎn)換過程,變?yōu)閮蓚€光子,這兩個光子是糾纏的,影響糾纏光子的因素有相位匹配、晶體長度等等??匆幌略韴D就會瞬間秒懂了。具體怎么用科學(xué)的手段衡量糾纏? Northern Irish 物理學(xué)家JS-Bell提出了著名的Bell不等式,判定體系有無糾纏,這個是具體的實驗操作中會用到、這個在下一節(jié)介紹。 值得注意的是近幾年,依靠量子糾纏(將糾纏作為資源)興起的量子信息技術(shù),包括量子保密,量子通信,比較火熱。以及量子計算和量子計算機(jī),由于退相干的存在,量子計算和量子計算機(jī)目前的進(jìn)展不是很大。 |
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