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2021年國際十大科技新聞-宏觀物體量子糾纏證據確鑿


如果說量子力學有什麼令人討厭之處,那第一絕對是太難懂,第二則是「摸不著」。

人們會認為,量子這一領域很大程度上如同「想像」的學科,在現實中幾乎不可能看到。

實際上,量子力學不僅僅是微觀的理論,我們所知的所有物質,從根本上來說都是量子。但不得不承認,奇怪的量子效應在大於幾個原子的任何事物中都很難觀察到。因此,找尋宏觀物體的量子效應的證據,也成為物理學家們的一大目標。

美國《科學》雜誌5月發表兩項量子力學重磅突破:其中一項研究,科學家發現了宏觀物體量子糾纏的直接證據,美國國家標準技術研究所團隊使用微波脈衝讓兩張小的鋁片膜進入量子糾纏狀態。該鋁片膜的尺寸為每張長20微米,寬14微米,厚100納米,質量為70皮克,相當於大約1萬億個原子的質量。儘管非常微小,但以量子的標準而言,它們已經達到了相當大的尺度。

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另一項研究中,芬蘭阿爾托大學等機構在8毫開爾文的溫度下,讓兩個鋁鼓膜進入長時間、相對穩定的糾纏態,實現了對不確定性原理的「規避」,而這正是量子力學的基本定律之一。

這兩項實驗都以確鑿的證據證明了宏觀物體也可以實現量子糾纏,不但有望在未來量子網絡中提供長期網絡節點,還能極大地推動暗物質與引力波探測相關技術研發。

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