科學家於繞地微型衛星完成量子糾纏實驗

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 26 日 0:00 | 分類 尖端科技 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


量子力學有一特殊現象,為愛因斯坦稱之鬼魅般的超距作用,即「量子糾纏」,是吸引許多科學家目光的重要現象之一,現在科學家成功再次於一顆繞地的立方衛星實驗完成。

量子糾纏是指一對處於糾纏態的粒子相隔甚遠仍可瞬間產生聯繫,其中一個可當作另一個的指示器。有朝一日,這種連結可能會應用為量子網路的基礎,雖然還有很長一段路要走,但如果想讓它發揮應有功能,肯定不是光纖之類的東西當傳遞介質,因此科學家使用各種方法實驗量子糾纏,包括在太空。

這次太空實驗,重量不到 2.6 公斤的 SpooQy-1 小型立方衛星,攜帶一台特殊裝置,可透過藍色雷射二極體照射到非線性晶體,以產生成對糾纏態光子。為了保護這對糾纏態光子,科學家必須確保於太空還能免受外界干擾,包含宇宙射線及太陽輻射。儘管中國墨子號量子科學實驗衛星已做過類似實驗,但 SpooQy-1 衛星更迷你,研究團隊為了完成實驗,設計了更堅固的外殼,並使儀器成功在 16℃~21.5℃ 溫度下生成糾纏態光子對。

▲ 研究人員開發了 20×10 公分的機器,以生成糾纏態光子對。(Source:新加坡國立大學量子科技研究中心)

這項實驗表明,即使是微型化的糾纏態技術,也能在低耗電環境發揮作用,有效降低應用成本。此項目是由新加坡國家研究基金會資助,目前研究人員正與英國 RAL Space 公司合作,設計並建造類似 SpooQy-1 的納衛星(並非奈米級),有將糾纏態光子從太空發射回地面接收器的能力。論文發表於《光學》期刊。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA