科學(xué)家們已利用大型磁場(chǎng)或化學(xué)反應(yīng)，在零下270攝氏度的溫度下，在固體和液體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了量子糾纏?，F(xiàn)在，美國(guó)科學(xué)家利用小磁鐵，在室溫下讓半導(dǎo)體內(nèi)的粒子實(shí)現(xiàn)了量子糾纏，最新研究有助于更高性能量子設(shè)備的研制。
量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的理論基石之一，糾纏是量子力學(xué)專家們預(yù)測(cè)的最奇異的現(xiàn)象之一。量子糾纏理論認(rèn)為，兩個(gè)粒子能出現(xiàn)“心靈感應(yīng)”——其中一個(gè)粒子狀態(tài)的變化會(huì)立刻影響另一粒子的狀態(tài)，不管它們近在咫尺還是遠(yuǎn)隔天涯?？茖W(xué)家已通過無數(shù)實(shí)驗(yàn)證明量子糾纏是真實(shí)的，并試圖利用其來研發(fā)未來的量子計(jì)算機(jī)、量子通訊網(wǎng)和高精度的量子傳感器等設(shè)備。
但一項(xiàng)新研究的負(fù)責(zé)人、芝加哥分子工程學(xué)院（由芝加哥大學(xué)和美國(guó)阿拉貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室攜手創(chuàng)辦）碩士研究生保羅·克里莫夫解釋稱，糾纏也是自然界最難以捉摸的現(xiàn)象之一，粒子之間要想產(chǎn)生糾纏，起初，它們必須處于高度有序的狀態(tài)，宏觀世界看起來井然有序，但在原子尺度，它是完全無序的，因此，在宏觀尺度下讓大量粒子實(shí)現(xiàn)糾纏，是一個(gè)非常困難的目標(biāo)。
不過現(xiàn)在，他們利用小磁鐵，在室溫下讓半導(dǎo)體晶片內(nèi)的粒子發(fā)生了糾纏。首先，他們使用紅外激光，讓成千上萬個(gè)電子和原子核的磁性狀態(tài)變得有序，隨后利用電磁脈沖讓其糾纏，這一過程使40立方微米體積內(nèi)的半導(dǎo)體碳化硅內(nèi)的電子和原子核對(duì)發(fā)生了糾纏。研究發(fā)表在11月20日出版的《科學(xué)進(jìn)步》雜志上。
分子工程學(xué)教授奧沙隆表示，能在室溫條件下，在半導(dǎo)體內(nèi)制造出穩(wěn)定的糾纏狀態(tài)，除了能促進(jìn)基礎(chǔ)物理學(xué)的發(fā)展之外，對(duì)未來量子設(shè)備的研制也有重大的意義。從短期來看，科學(xué)家們可借此研制出超靈敏的量子傳感器，鑒于糾纏能在室溫下進(jìn)行且碳化硅很環(huán)保，此類設(shè)備可植入生物體內(nèi)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。從長(zhǎng)期來看，科學(xué)家們甚至能讓距離遙遠(yuǎn)的碳化硅芯片內(nèi)的粒子發(fā)生糾纏，讓其在同步地球定位衛(wèi)星以及加密的信息通訊領(lǐng)域“大顯身手”。
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