放大/ 2022 年诺贝尔物理学奖颁给了 Alain Aspect、John F. Clauser 和 Anton Zeilinger,他们“对纠缠光子进行了实验,确立了对贝尔不等式的违反和开创性的量子信息科学。” (信用:Niklas Elmehed/诺贝尔奖外展)
康奈尔大学物理学家 N. David Mermin 曾将量子纠缠描述为“我们所拥有的最接近魔法的东西”,因为它意味着宇宙某一部分的扰动可以立即影响遥远的宇宙其他部分,以某种方式绕过宇宙速度——光限制。阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 令人难忘地称其为“远处的幽灵行动”。今天,瑞典皇家科学院授予三位物理学家2022 年诺贝尔物理学奖,以表彰他们在纠缠方面的工作。 Alain Aspect、John F. Clauser 和 Anton Zeilinger 因“对纠缠光子的实验、确立对贝尔不等式的违反和开创性的量子信息科学而获得认可”。
当亚原子粒子相互作用时,即使它们在物理上可能是分开的,它们也会变得无形的连接。因此,关于一个合作伙伴的知识可以立即揭示关于其双胞胎的知识。如果您测量一个粒子的状态,您将知道另一个粒子的状态,而无需进行第二次测量,因为第一次测量也决定了另一个粒子的属性。
粒子纠缠的方式有很多种,但在每种情况下,两个粒子都必须来自一个“母亲”过程。例如,使单个光子通过一种特殊的晶体可以将该光子分裂成两个新的“子”粒子。我们将它们称为“绿色”和“红色”(更抽象的粒子属性如自旋或速度的简写)。那些粒子将被纠缠。能量必须守恒,因此两个子粒子的频率和能量都低于原始母粒子,但它们之间的总能量等于母粒子的能量。我们无法知道哪个是绿色的,哪个是红色的。我们只知道每个子光子有 50-50 的机会成为一种或另一种颜色。但是如果我们有机会看到其中一个粒子并注意到它是红色的,我们可以立即得出结论,另一个粒子一定是绿色的。