观察员
-
科学家利用“墨子号”量子科学实验卫星 开展引力诱导量子纠缠退相干实验检验
据中国科学院网站9月20日消息，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事彭承志、范靖云等与美国加州理工学院、澳大利亚昆士兰大学等单位的人员合作，利用“墨子号”量子科学实验卫星对一类预言引力场导致量子退相干的理论模型进行了实验检验。9月19日，国际学术期刊《科学》杂志以“First Release”形式在线发布了该研究成果。
量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而，任何试图将量子力学和广义相对论进行融合的理论工作都遇到极大困难。在目前已知的四种基本相互作用中，电磁、弱相互作用和强相互作用都已量子化，而且已经统一。唯有关于引力作用的量子化问题一直悬而未决，解决这一问题将有助于建立关于四种基本相互作用的大统一理论。目前关于如何融合量子力学和引力理论的讨论，模型众多，但都缺乏实验检验。一个主要的原因是这些理论模型的预言都需要目前难以达到的极端实验条件，比如极小空间尺度或者极高能量。
近年来，理论物理学家探讨了一些在目前实际条件下可能进行实验验证的新机制，比如，澳大利亚物理学家Ralph等提出一个“事件形式”理论模型，探讨了引力可能导致的量子退相干效应，并提出一个现实可行的试验方案。该方案预言，纠缠光子对在地球引力场中的传播，其关联性会概率性地损失。假设在地球表面制备了一对纠缠光子对，其中一个光子在光源附近的地表传播；而另一个光子穿过地球引力场传播到卫星。依据现有的量子力学理论，所有纠缠光子对将保持纠缠特性；而依据“事件形式”理论，纠缠光子对之间的关联性则会概率性地受到损失。
检测引力致纠缠退相干现象的实验示意图 图自中科院网站
量子卫星正是检验这一理论的理想平台。基于地星之间的量子态分发，潘建伟团队已经开展了一系列创新性的实验研究。2016年8月16日，我国发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。至2017年8月，“墨子号”圆满完成三大既定的科学目标：千公里级地星双向量子纠缠分发、地星量子密钥分发和地星量子隐形传态，三项工作成果分别发表于《科学》杂志[Science 356, 1140 (2017)]和《自然》杂志[Nature 549, 43 (2017)；Nature 549, 70 (2017)]。
得益于“墨子号”量子科学实验卫星的前期实验工作和技术积累，该研究在国际上率先在太空开展引力诱导量子纠缠退相干实验检验，对穿越地球引力场的量子纠缠光子退相干情况展开测试。最终，通过一系列精巧的实验设计和理论分析，本次实验令人信服地排除了“事件形式”理论所预言的引力导致纠缠退相干现象；在实验观测结果的基础上，该工作对之前的理论模型进行了修正和完善。修正后的理论表明，在“墨子号”现有500公里轨道高度下，纠缠退相干现象将表现得比较微弱。为了进一步进行确定性的验证，未来需要在更高轨道的实验平台开展研究。
这是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试融合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验，将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。
该研究工作得到中科院、国家自然科学基金委、科技部、教育部、安徽省等的支持。
本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
- 责任编辑: 于文凯
-
刚刚，这颗中国星被命名为“太极一号”！
2019-09-20 17:58 航空航天 -
华为Mate30依旧安卓系统 但没了Google Play
2019-09-20 17:26 -
折叠屏+屏下摄像头？小米新机MIX Alpha外观曝光
2019-09-20 15:52 手机 -
联发科董事长谈吸收人才：天天都在看并购可能性
2019-09-20 15:16 -
谷歌逐梦穿戴圈：Wear OS的失败能够靠Pixel Watch挽回吗？
2019-09-20 11:20 -
华为李小龙：Mate 30 Pro的环幕屏不会出现误触 屏幕有多家供应商
2019-09-20 10:20 -
苹果也上了华为Mate 30发布会的PPT，余承东：我们引领了设计
2019-09-19 23:15 手机 -
华为全面启航计算战略：“鲲鹏+昇腾”双引擎
2019-09-19 21:44 -
中芯国际赵海军：两年内必将出现电流计算的3nm技术
2019-09-19 19:51 -
上海联通：5G+工业互联网，为中国制造业高质量发展贡献力量
2019-09-19 17:15 -
中芯国际的先进制程染指哪些领域？
2019-09-19 15:30 -
我国成功发射一箭五星
2019-09-19 15:16 科技前沿 -
华为Mate 30完整配置流出：6.62寸三星屏、后置三摄
2019-09-19 14:44 -
国家重点研发计划光晶格中量子模拟研究获新进展
2019-09-19 12:17 -
任正非谈向美企转让5G：不一定是思科 亚马逊苹果也行
2019-09-19 11:37 华为 -
索尼拒绝拆分半导体业务：这是索尼科技的象征
2019-09-19 11:07 日本 -
袁隆平设首个“海水稻”寒地育种站，可满足东北水稻种植需求
2019-09-19 09:19 科技前沿 -
这三项企业展品为何能获得本届工博会大奖？
2019-09-19 08:32 -
浩吉铁路走访｜三门峡黄河公铁两用大桥的技术创新
2019-09-19 08:28 -
华为在哈萨克斯坦成功测试5G移动服务
2019-09-19 08:14 华为
相关推荐 -
-
耶伦竟威胁：不排除制裁中国的银行 评论 189
关键8票已到位，尹锡悦这次恐怕逃不掉了 评论 72
2025年中国经济怎么干？ 评论 28
耶伦称“不再感谢”：中国加入WTO后，我就变了… 评论 296
美国业界“反了”：中国能从日荷购买，我们当冤大头？ 评论 118最新闻 Hot-
耶伦竟威胁：不排除制裁中国的银行
-
特朗普上任第一天，就要“撕毁”这项中美协议？
-
“我们之前不跟中国合作，搞制裁，但没用啊...”
-
关键8票已到位，尹锡悦这次恐怕逃不掉了
-
洪秀柱发文缅怀
-
涉华议题，“她在想该交出啥样的投名状”
-
北约秘书长加戏：中国快美国五六倍，我们在等什么？！
-
美国黑手得逞？“越南在这个项目上，排除中企”
-
2025年中国经济怎么干？
-
俄国防部：对乌克兰能源设施进行了大规模回应性打击
-
“中国手上还有很多王牌”
-
英联邦王国又将-1
-
继续“极限施压”阻止伊朗核计划，特朗普不惜动武？
-
乌消息人士：俄高级导弹科学家在莫斯科郊外被暗杀
-
美国业界“反了”：中国能从日荷购买，我们当冤大头？
-
耶伦称“不再感谢”：中国加入WTO后，我就变了…
-
Copyright © 2014-2024 观察者 All rights reserved。
沪ICP备10213822号-2 互联网新闻信息服务许可证：31220170001
网登网视备（沪）02020000041-1号 互联网宗教信息服务许可证：沪（2024）0000009
广播电视节目制作经营许可证：（沪）字第03952号
增值电信业务经营许可证：沪B2-20210968 违法及不良信息举报电话：021-62376571
沪公网安备 31010502000027号
中国互联网举报中心
上海市互联网违法与不良信息举报中心
