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“墨子號”衛星實驗排除“引力會解開量子糾纏”預言

2019年09月21日 10:19:29 來源: 安徽日報

    9月20日,中國科學技術大學發布重大成果,該校潘建偉團隊與合作者利用世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”進行實驗檢驗,發現兩個相互糾纏的粒子在經過地球引力不同的區域時並未解開糾纏,排除了“引力致量子退相幹”的理論預言。北京時間9月20日,國際權威學術期刊《科學》在線發表了這一成果。

    廣義相對論與量子力學,似乎存在不可調和的矛盾,很多在廣義相對論框架下適用的物理規則,在量子領域就不再適用。由于種種理論模型預言均需要極端實驗條件,因此如何將量子力學和引力理論結合,一直是困擾科學界的難題。中科大潘建偉團隊的這一最新成果,是國際上首次利用量子衛星在地球引力場中對嘗試融合量子力學與廣義相對論的理論進行實驗檢驗,將極大地推動相關物理學基礎理論和實驗研究。

    近年來,理論物理學家探討了一些在目前實際條件下可能進行實驗驗證的新機制。比如,澳大利亞物理學家Ralph等提出一個“事件形式”理論模型,探討了引力可能導致的量子退相幹效應,並提出一個現實可行的試驗方案。該方案預言,糾纏光子對在地球引力場中的傳播,其關聯性會概率性地損失。依據現有的量子力學理論,所有糾纏光子對將保持糾纏特性;而依據“事件形式”理論,糾纏光子對之間的關聯性則會概率性地受到損失。

    量子衛星正是檢驗這一理論的理想平臺。基于“墨子號”地星之間的量子態分發,潘建偉團隊已經開展了一係列創新性的實驗研究,圓滿完成千公裏級地星雙向量子糾纏分發、地星量子密鑰分發和地星量子隱形傳態。得益于前期積累,該研究率先在太空開展引力誘導量子糾纏退相幹實驗檢驗,通過一係列精巧的實驗設計和理論分析,令人信服地排除了“事件形式”理論所預言的“引力致量子退相幹”現象。

    潘建偉表示,今後,研究團隊將發射新的量子衛星來開展進一步研究,新衛星的軌道將會比“墨子號”高20倍至60倍。(記者 桂運安)

    

[責任編輯: 吳萬蓉 ]
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