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        一種新的量子器件違背了“之前”和“之后”的概念

        一件事導(dǎo)致另一件事。這聽起來很明顯,但在量子領(lǐng)域,這句話并不總是如此。研究人員在物理評論快報( Press Review Letters)的一篇論文中報告說,一種新的量子裝置可以混雜兩個事件的順序,以便它們同時發(fā)生在兩個順序中。

        一種新的量子器件違背了“之前”和“之后”的概念

        “在日常生活中,我們習(xí)慣于思考具有明確秩序的事件,”澳大利亞昆士蘭大學(xué)的物理學(xué)家Jacqui Romero說。例如,在早上,你可能會在洗臉前刷牙,反之亦然。但在量子領(lǐng)域,兩者都可以同時成立。

        這種被稱為量子開關(guān)的裝置通過將光粒子通過一系列兩個操作(標記為A和B)來改變光的形狀。這些光子可以沿著兩條獨立的路徑行進到A和B.沿著一條路徑,A發(fā)生在B之前,而另一條路徑發(fā)生在A之前。

        光子所經(jīng)過的路徑取決于其極化,即電磁波擺動的方向 - 上下或左右擺動。具有水平偏振的光子首先經(jīng)歷操作A,而具有垂直偏振的光子經(jīng)歷先操作B.

        但是,由于疊加的反直覺量子特性,光子可以同時水平和垂直極化。在這種情況下,光線在B之前經(jīng)歷A,在A之前經(jīng)歷A,Romero及其同事報告。

        結(jié)果標志著“控制量子物理新體制的第一步”,牛津大學(xué)和香港大學(xué)的物理學(xué)家Giulio Chiribella表示,他的團隊提出了量子開關(guān)的想法,但他沒有參與實驗。 。

        另一組研究人員之前已經(jīng)建立了類似的量子開關(guān),但新設(shè)備消除了模糊性。在早期的量子開關(guān)中,如果A在B之前出現(xiàn),則光線通過設(shè)備的略微不同的部分,而不是B在A之前出現(xiàn)。這種差異使得聲稱同時在兩個相同的操作中執(zhí)行兩個相同的操作,而不是明確的。在羅梅羅及其同事的轉(zhuǎn)換中,無論首先進行哪種操作,光線都會通過同一位置。

        量子開關(guān)可能在量子通信和量子計算中有用(SN:3/31/18,第12頁)。Romero及其同事在7月19日發(fā)表在arXiv.org上的一篇論文中報告說,量子開關(guān)提供的一個奇怪的新超級大國是能夠通過頻道進行通信,其中任何信息都被擾亂。

        想象一下,在電話線上給朋友打電話會讓你的聲音完全混亂。如果你通過另一個嘈雜的電話線發(fā)送了這個難以理解的信件,你的信息仍然只是噪音。這是利用量子開關(guān)時,不一定是真實的。研究人員表明,如果光子在通道B之前的疊加遍歷通道A中通過兩個這樣的噪聲通道,并且在A之前同時通過B,則可以提取一些信息。

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