量子悖论首次测定

发布时间：2023-05-23 10:47:09 所属栏目：动态来源：

导读：量子粒子如何交换信息？最近，一个关于量子信息的有趣假设通过TU Wien进行的实验验得到了验证。

如果你从人群中随机挑选一个站立高度比平均水平高得多的人，这个人很可能也会超过平均体重。这是因为，从数据统计学

量子粒子如何交换信息？最近，一个关于量子信息的有趣假设通过TU Wien进行的实验验得到了验证。

如果你从人群中随机挑选一个站立高度比平均水平高得多的人，这个人很可能也会超过平均体重。这是因为，从数据统计学上讲，关于任何时候一个特定变量的进一步知识通常会让我们对另一个特定变量进一步有所了解。。

量子物理学将这些相关性提升到另一个层次，在不同数量之间建立更有效的联系：庞大量子系统的不同粒子或片段可以“共享”特定数量的信息。这个有趣的理论前提表明，这种“互信息”的计算令人惊讶地不受系统整体体积的影响，而仅受其表面的影响。

量子信息：比经典物理学允许的更紧密的联系

“让我们想象一个气体容器，其中小颗粒飞来飞去，并以非常经典的方式表现得像小球体，”维也纳量子科学与技术中心（VCQ）的Mohammadamin Tak说 - TU Wien原子研究所，当前出版物的第一作者。

“如果系统处于平衡状态，那么容器不同区域中的粒子彼此一无所知。人们可以认为它们完全相互独立。因此，可以说这两个粒子共享的相互信息为零。

然而，在量子世界中，情况有所不同：如果粒子的行为是量子的，那么你可能无法独立地考虑它们。它们在数学上是有联系的——你不能在不说另一个粒子的情况下有意义地描述另一个粒子。

“对于这种情况，长期以来一直有人预测多体量子系统的不同子系统之间共享的相互信息，”Mohammadamin Tak解释说。“在这样的量子气体中，共享的相互信息大于零，它不依赖于子系统的大小 - 而只取决于子系统的外部边界表面。

由Jörg Schmiedmayer教授领导的国际研究小组现在首次证实，许多物体量子系统中的相互信息与表面积而不是体积成比例。为此，他们研究了一团超冷原子。

信息在系统中越来越分散，整个系统各个部分之间的联系变得越来越重要。在这种情况下，可以用量子场论来描述系统。

“这个实验非常具有挑战性，”Jörg Schmiedmayer说。“我们需要关于我们量子系统的完整信息，尽可能在量子物理学允许的范围内。为此，我们开发了一种特殊的断层扫描技术。我们通过稍微扰动原子，然后观察由此产生的动力学来获得所需的信息。这就像把一块石头扔进池塘，然后从可能随之而来的水流的波浪中获取有关流动液体和相关的池塘生物系统的状态的信息。

“这也解释了为什么共享信息在经典气体中无关紧要，”Mohammadamin Tak说。“在经典的多体系统中，相干性消失了;你可以说粒子不再知道它们相邻粒子的任何事情。这个实验还进一步证实了无线信号的温度和无线信号相干长度对乎信息的相关性的影响。

因此量子信息在当今使用的量子物理学的许多最前沿的技术应用中实际上起着相当至关重要的举足轻重的作用。因此，计算机化实验结果与各种广泛的研究领域相关 - 从超导体的固态原子物理学到超导体重力的量子物理领域的研究。

（编辑：汽车网）

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