Rối lượng tử là sự liên kết của hai hạt hoặc vật thể lại với nhau, mặc dù chúng có thể ở xa nhau – các thuộc tính của mỗi hạt đều liên quan theo cách mà các quy tắc vật lý cổ điển không thể thực hiện được.

Đó là một hiện tượng kỳ lạ được Einstein mô tả là “công việc từ xa đáng sợ‘, nhưng chính sự kỳ dị của nó đã khiến nó trở nên hấp dẫn đối với các nhà khoa học Học 2021Lượng tử làm rối Chúng được quan sát và ghi lại trực tiếp ở quy mô vĩ mô – một quy mô lớn hơn nhiều so với các hạt hạ nguyên tử thường liên quan đến sự vướng víu.

Các kích thước liên quan vẫn còn khá nhỏ so với quan điểm của chúng tôi – các thí nghiệm liên quan đến hai thùng nhôm nhỏ bằng 1/5 chiều rộng của sợi tóc người – nhưng trong thế giới vật lý lượng tử, chúng khá lớn.

“Nếu bạn phân tích dữ liệu vị trí và động lượng của hai trống một cách độc lập, chúng trông rất nóng” Nhà vật lý Jean Théophile cho biết:từ Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) ở Mỹ, vào năm ngoái.

“Nhưng nhìn vào chúng cùng nhau, chúng ta có thể thấy rằng những gì trông giống như chuyển động ngẫu nhiên của một chiếc trống có liên quan chặt chẽ với chiếc trống kia, theo một cách mà chỉ có thể đạt được bằng Rối lượng tử. “

Mặc dù không có gì nói trước rằng hiện tượng rối lượng tử không thể xảy ra với các vật thể vĩ mô, nhưng trước đó người ta cho rằng các hiệu ứng này không đáng chú ý ở quy mô lớn hơn – hoặc có lẽ quy mô vĩ mô bị chi phối bởi một bộ quy tắc khác.

Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng không phải như vậy. Trên thực tế, các quy tắc định lượng tương tự cũng được áp dụng ở đây và chúng cũng có thể được nhìn thấy. Các nhà nghiên cứu đã làm rung các màng của hình trụ nhỏ bằng cách sử dụng các photon vi sóng và giữ chúng đồng bộ về vị trí và vận tốc của chúng.

Để ngăn chặn sự can thiệp từ bên ngoài, một vấn đề phổ biến với các trường hợp lượng tử, các trống được làm lạnh, khóa vào nhau và được đo trong các giai đoạn riêng biệt khi ở bên trong một thùng chứa được làm lạnh. Trạng thái của các thùng sau đó được mã hóa thành một trường vi sóng phản xạ hoạt động theo cách tương tự như radar.

Các nghiên cứu trước đây cũng đã báo cáo về hiện tượng rối lượng tử vĩ mô, nhưng bài báo năm 2021 còn đi xa hơn: tất cả các phép đo cần thiết đều được ghi lại thay vì suy ra và hiện tượng rối được tạo ra theo cách xác định, không ngẫu nhiên.

Trong Một loạt các trải nghiệm được kết nối nhưng riêng biệtcác nhà nghiên cứu cũng làm việc với trống vĩ mô (hoặc bộ dao động) trong trường hợp rối lượng tử đã chỉ ra cách vị trí và động lượng của hai trống có thể được đo đồng thời.

“Trong công việc của chúng tôi, các tay trống thể hiện chuyển động lượng tử tập thể,” Nhà vật lý Laure Mercier de Lipinay cho biết:từ Đại học Aalto ở Phần Lan. “Các thùng dao động ngược pha với nhau, do đó khi một thùng ở vị trí cuối cùng của chu kỳ dao động thì thùng kia ở vị trí ngược lại cùng một lúc.”

“Trong trường hợp này, tính không chắc chắn lượng tử của chuyển động của trống bị loại bỏ nếu hai trống được coi như một thực thể cơ lượng tử duy nhất.”

Điều tạo nên tin tức quan trọng này là anh ấy đang đi vòng quanh Nguyên lý bất định của Heisenberg Ý tưởng rằng vị trí và động lượng không thể được đo lường hoàn hảo cùng một lúc. Nguyên tắc nêu rõ rằng việc ghi lại bất kỳ phép đo nào sẽ gây trở ngại cho phép đo khác thông qua một quá trình được gọi là Hành động trở lại lượng tử.

Ngoài việc hỗ trợ nghiên cứu khác trong việc chứng minh sự vướng víu lượng tử vĩ mô, nghiên cứu cụ thể này sử dụng sự vướng víu này để tránh tác động của nền lượng tử — về cơ bản điều tra ranh giới giữa vật lý cổ điển (nơi áp dụng nguyên lý bất định) và vật lý lượng tử (nơi mà bây giờ dường như không được).

Một trong những ứng dụng tiềm năng trong tương lai của hai bộ kết quả là trong các mạng lượng tử – khả năng thao túng và làm vướng víu các đối tượng ở quy mô siêu nhỏ để chúng có thể cung cấp năng lượng cho các mạng truyền thông thế hệ tiếp theo.

Các nhà vật lý Hoi-Kwan Lau và Aashish Clerk, những người không tham gia vào nghiên cứu, đã viết trong Bình luận về nghiên cứu được xuất bản vào thời điểm đó.

không Đầu tiên và thứ hai Nghiên cứu được xuất bản trong Khoa học.

Một phiên bản của bài báo này được xuất bản lần đầu tiên vào tháng 5 năm 2021.