ภาพแรกของการพัวพันควอนตัม

Pin
Send
Share
Send

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 อัลเบิร์ตไอน์สไตน์นักฟิสิกส์ทฤษฎีที่เคารพนับถือกลับมาสู่สาขากลศาสตร์ควอนตัมซึ่งทฤษฎีสัมพัทธภาพของเขาช่วยในการสร้าง ด้วยความหวังว่าจะพัฒนาทฤษฎีที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นว่าอนุภาคมีพฤติกรรมอย่างไรไอน์สไตน์จึงรู้สึกตกใจกับความคาดหวังของการพัวพันของควอนตัมซึ่งเป็นสิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็น

แม้จะมีความวิตกกังวลของไอน์สไตน์ แต่ความยุ่งเหยิงของควอนตัมก็กลายเป็นส่วนหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมที่เป็นที่ยอมรับ และตอนนี้เป็นครั้งแรกที่เคยมีทีมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ถ่ายภาพรูปแบบควอนตัมพัวพัน (aka. Bell entanglement) ในการทำเช่นนั้นพวกเขาสามารถจับภาพหลักฐานชิ้นแรกของปรากฏการณ์ที่ทำให้งงงวยแม้กระทั่งไอน์สไตน์

กระดาษที่อธิบายการค้นพบของพวกเขาที่มีชื่อว่า“ การถ่ายภาพพฤติกรรม nonlocal ประเภท Bell” ของพวกเขาเพิ่งปรากฏในวารสาร วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า. การศึกษานำโดยดร. Paul-Antoine Moreau เพื่อนร่วมอาชีพคนแรกของ Leverhulme ที่ University of Glasgow และรวมถึงนักวิจัยหลายคนจาก School of Physics & Astronomy ของกลาสโกว์

ควอนตัมพัวพันอธิบายปรากฏการณ์ที่สองอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันสามารถยังคงเชื่อมต่อการแบ่งปันสถานะทางกายภาพของพวกเขาทันทีไม่ว่าพวกเขาจะอยู่ห่างกันเพียงใด การเชื่อมต่อนี้เป็นหัวใจสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัมแม้ว่ามันจะเป็นการฝ่าฝืนแนวคิดของความสมจริงของท้องถิ่นและองค์ประกอบหลายอย่างของสัมพัทธภาพพิเศษ

ในปีพ. ศ. 2507 เซอร์จอห์นเบลล์ได้ขยายงานของนักทฤษฎีก่อนหน้านี้ด้วยการทำให้แนวคิดของการมีปฏิสัมพันธ์ที่ไม่เกี่ยวกับท้องถิ่นเกิดขึ้นอย่างเป็นทางการ สิ่งนี้จะเป็นที่รู้จักกันในชื่อ Bell entanglement แนวคิดที่ถูกควบคุมสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์หลายอย่างเช่นการคำนวณควอนตัมและการเข้ารหัส

และจนถึงตอนนี้มันยังไม่เคยถูกจับในภาพเดียว ดังที่ดร. มอโรกล่าวในงานแถลงข่าวของมหาวิทยาลัยกลาสโกว์:

“ ภาพที่เราจัดการเพื่อจับภาพนั้นเป็นการสาธิตที่สง่างามของคุณสมบัติพื้นฐานของธรรมชาติที่เห็นเป็นครั้งแรกในรูปแบบของภาพ มันเป็นผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อพัฒนาวงการควอนตัมคอมพิวติ้งและนำไปสู่การถ่ายภาพประเภทใหม่”

เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมวิจัยได้คิดค้นระบบที่มีลำธารของภาพถ่ายที่พันกันถูกไล่ออกจากแหล่งกำเนิดแสงควอนตัม กระแสนี้จะผ่านชุดของ“ วัตถุที่ไม่ธรรมดา” ซึ่งหมายถึงวัสดุผลึกเหลวซึ่งเปลี่ยนเฟสของโฟตอนเมื่อผ่าน

การตั้งค่ายังรวมกล้องที่ไวต่อแสงเป็นพิเศษซึ่งสามารถตรวจจับโฟตอนเดียวและถ่ายภาพได้ อย่างไรก็ตามกล้องถูกตั้งโปรแกรมให้ถ่ายภาพก็ต่อเมื่อเห็นทั้งโฟตอนหนึ่งตัวและฝาแฝดคู่ที่พันกัน ในการทำเช่นนั้นการทดสอบได้สร้างเร็กคอร์ดที่มองเห็นได้ของสิ่งกีดขวางสองโฟตอน

ผลการศึกษาครั้งนี้เปิดประตูสู่โลกใหม่ของเทคนิคการถ่ายภาพควอนตัมที่ใช้ประโยชน์จากความยุ่งเหยิงของเบลล์ นอกจากนี้ยังมีความหมายในด้านข้อมูลควอนตัม (เช่นการคำนวณควอนตัมและวิทยาการเข้ารหัสลับ)

Pin
Send
Share
Send