科学家创建了巨大的原子云来大规模测试量子纠缠

　　从隧穿到坚不可摧的障碍到同时在两个地方，原子和颗粒的量子世界都是奇怪的。然而，量子力学的奇怪特性不是数学上的怪癖 - 它们是一次又一次地看到的实际效果。

　　量子力学的最具标志性特征之一是“纠缠” - 描述这些粒子与彼此之间的距离无关。现在，三个独立的欧洲研究小组不仅纠缠了一对粒子，而且纠缠了成千上万个原子的云。他们还找到了一种利用其技术潜力的方法。

　　当粒子纠缠时，它们以使它们彼此依赖的方式共享属性，即使它们被大距离分开。爱因斯坦（Einstein）被称为纠缠“远处的怪异动作”，因为在纠缠夫妇中改变一个粒子会立即影响其双胞胎 - 无论它是多远的。

　　虽然纠缠听起来可能很古怪，但实验已经能够证明它已经存在多年了。它还有可能帮助我们创建下一代的超安全性，有人说，不可用的量子通信网络，例如奥地利和中国之间刚刚证明的网络，因为任何试图干扰涉及纠缠颗粒的系统立即破坏纠缠的系统，都显然已经被篡改了一条消息。我告诉你这很奇怪。他们还可以帮助将大量信息存储在给定的卷中，这就是所谓的超密集编码。除了这种存储容量之外，纠缠还可以帮助链接和结合全球不同地区系统的计算能力，因此收益列表还在继续。

　　也可以使用纠缠的光子来增强成像技术的分辨率。滑铁卢大学的研究人员目前希望开发一种量子雷达，该量子可能能够检测到隐形飞机。

　　但是，事实证明，兑现基于纠缠的技术的承诺是困难的。那是因为纠缠是一种非常脆弱的现象。纠缠的实验通常会产生单个颗粒对。但是，单个颗粒很难准确检测，并且通常被背景噪声丢失或掩盖。因此，在纠缠状态下生产它们的任务，以有用操作所需的方式来操纵它们，最后使用它们的任务通常令人生畏。

　　这是瑞士巴塞尔大学的新研究，在这里和这里发表了三篇科学论文，取得了重大突破。研究人员没有将单个颗粒纠缠并纠缠一个颗粒，而是从超冷气开始，这是成千上万个原子的集合。然后将它们冷却至绝对零的头发宽度，这是最低温度。

　　当限制在小体积中时，A云中的原子彼此之间无法区分，形成了一种新的物质状态，称为Bose-Einstein冷凝物，这一现象最近也帮助科学家将光转化为液体。云中的原子现在集体行为，埃尔戈，它们纠缠在一起。

　　科学家在1995年首次发现了这种物质状态，在2001年获得了诺贝尔物理学奖。尽管一段时间以来一直知道这种方法同时纠缠了数千个原子，但没有人证明一种实际利用它的技术 - 直到现在。

　　这项新研究背后的研究人员表明，您可以将这些云分成几组，并且仍然保留内部原子之间的量子连接。他们通过将原子从限制空间中释放出来，并使用激光将其拆分并测量扩展云的远处的特性来做到这一点。

　　研究人员推测，可以扩展开发的方法以允许独立使用云的每个原子 - 如果实现这一目标，那么量子计算将会有很大的好处。在数字计算中，信息被处理为一个和零位，二进制位。在量子计算中对这些的类似物称为Qubits。当前在离子（充电原子）纠缠状态下一对一生产Qubits的记录仅为20，因此在这样的云中同时生产数千个Qubits将代表巨大的进步。

　　从这一突破中受益的另一个领域是计量学，即超专业测量的科学。当两个粒子或系统之间建立纠缠时，一半的测量结果揭示了有关另一个的信息。这允许以比其他可能性更高的灵敏度测量参数。以这种方式使用纠缠可以提高原子钟的准确性及其全球位置系统（GPS），例如，有一天本身可以用明天的超敏感量子传感器替换，或者为MRI机器制作更敏感的探测器。

　　理解和利用量子效应（例如纠缠）将允许开发新技术，这些技术具有我们今天拥有的任何东西。这就是为什么量子技术领域研究背后有如此兴奋的原因，以及为什么这项新研究的进步如此重要的原因。