中国科大展现“量子柴郡猫”量子特性

 
 
中国科大展现“量子柴郡猫”量子特性  
 

 

 

 

中国科学技能大学郭光灿院士团队研究人员李传锋、许金时、许小冶等与南开大学传授陈景灵相助，首次实现光子的偏振与其本体疏散，展现了“量子柴郡猫”的奇特量子特性。该成就克日颁发于《自然—通讯》，加深了人们对“什么是物理实在”这一物理学根基问题的认识。

 

“柴郡猫”是童话《爱丽丝梦游仙境》中一只咧着嘴笑的猫，它（本体）可以凭空消失，但笑容（属性）还挂在半空中。经典世界中，物体的物理属性如质量、体积等，与物体的本体不行疏散。然而，在量子世界，电子的电荷和自旋，光子的偏振等可以与其本体疏散，这种现象被阿哈罗诺夫等人称为“量子柴郡猫”。此前，尝试物理学家在中子和光子过问干与尝试中调查到粒子属性与其本体疏散的现象。但想展示“量子柴郡猫”的奇特量子效应，需要举办更巨大的尝试。

 

李传锋研究组首次操作双光子系统，展示了两只“量子柴郡猫”互换笑脸这一奇特量子效应。尝试中需要操作弱值表征柴郡猫（本体）和笑脸（属性）的位置，然而多体量子系统弱值的提取是个困难。研究组证明通过对系统施加微扰可以绕过传统的弱丈量要领，操作系统探测概率与微扰强度之间的内涵接洽，可以直接获得所需要的弱值。研究组制备出双光子超胶葛态，随后通过虚时演化在系统中引入微扰，得到光子的路径和偏振观丈量的弱值。通过这些弱值，尝试视察到两光子都处于偏振属性和光子本体疏散的状态，而且最后各得意到了另一光子的偏振，实现了两只“量子柴郡猫”的无打仗笑脸交流。

 

该成就展示了量子世界中物质与其物理属性机动多变的干系。审稿人认为，该成就是领略量子力学基本问题及量子系统如何从基础上区别于经典系统的重要一步；首次展示从未碰面的光子之间的属性互换，是一个里程碑。

 

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-16761-0

 

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