20世紀(jì)30年代，德高望重的理論物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)重返量子力學(xué)領(lǐng)域，他的相對(duì)論成功幫助人類創(chuàng)立了量子力學(xué)。愛因斯坦希望發(fā)展出一個(gè)關(guān)于粒子如何運(yùn)動(dòng)的更完整的理論，但是量子糾纏的前景卻讓他感到恐懼，他把量子糾纏描述為“遠(yuǎn)距離的幽靈行為”。

量子糾纏，舉例來說，當(dāng)兩個(gè)人橫跨一個(gè)太陽系互相遙望時(shí)，其中一個(gè)人的狀態(tài)發(fā)生變化，另一個(gè)人也會(huì)即時(shí)發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化。如此現(xiàn)象導(dǎo)致了鬼魅似的超距作用，仿佛兩個(gè)人擁有超光速的秘密通信一般，這完全與狹義相對(duì)論中所謂的定域性原理相違背。

盡管愛因斯坦心存疑慮，但是神秘的量子糾纏仍然成為量子力學(xué)中被人們接受的一部分?，F(xiàn)在，來自格拉斯哥大學(xué)的一組物理學(xué)家首次拍攝到了量子糾纏的圖像，他們成功地捕捉到了這一現(xiàn)象的第一個(gè)視覺證據(jù)，這一現(xiàn)象我估計(jì)愛因斯坦本人看到也將感到困惑。

據(jù)悉，該研究人員隨后在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上的一篇論文描述了他們的發(fā)現(xiàn)，題為《成像鐘型非局部行為》(Imaging Bell-type nonlocal behavior)。論文簡(jiǎn)單介紹量子糾纏描述了這樣一種現(xiàn)象:兩個(gè)相互作用的粒子可以保持連接，無論它們相距多遠(yuǎn)，都可以瞬間共享它們的物理狀態(tài)。這種聯(lián)系是量子力學(xué)的核心，盡管它違反了局部實(shí)在論的概念和狹義相對(duì)論的許多元素。

在1964年，約翰·貝爾爵士通過形式化非局域相互作用的概念和描述一種強(qiáng)烈的糾纏形式，擴(kuò)展了先前理論家的工作。這將被稱為鐘形糾纏，這個(gè)概念被用于多種科學(xué)應(yīng)用——如量子計(jì)算和密碼學(xué)。

然而，直到現(xiàn)在，它從來沒有被捕捉到一個(gè)單一的圖像。正如莫羅博士宣稱：我們成功捕捉到的這張照片完美地展示了自然的基本屬性，這是我們第一次以圖像的形式看到它。這是一個(gè)令人興奮的結(jié)果，可以用來推進(jìn)量子計(jì)算的新興領(lǐng)域，并用于新型成像。

為了他們的研究，研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，一束糾纏的照片從一個(gè)量子光源發(fā)出。然后，這條光流穿過一系列“非常規(guī)物體”，這些“非常規(guī)物體”采用的是液晶材料，它們可以在光子通過時(shí)改變光子的相位。該裝置還包括一個(gè)超靈敏的攝像頭，能夠檢測(cè)單個(gè)光子并捕捉它們的圖像。然而，這臺(tái)相機(jī)只有在同時(shí)捕捉到一個(gè)光子和它糾纏的孿生光子時(shí)才會(huì)拍照。在具備了這些前提條件后，實(shí)驗(yàn)有效地創(chuàng)建了一個(gè)可見的兩個(gè)光子糾纏的記錄。

這項(xiàng)研究的結(jié)果為利用鐘形糾纏的量子成像技術(shù)打開了一扇全新的大門，它在量子信息領(lǐng)域即將成就一座新的里程碑！