一組科學(xué)家正在進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)，以探索量子力學(xué)和引力之間的相互作用。

量子網(wǎng)絡(luò)可能為困擾科學(xué)家數(shù)十年的基礎(chǔ)物理學(xué)問題帶來新的曙光。

在一篇新論文中，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)展示了如何利用量子網(wǎng)絡(luò)來研究彎曲時(shí)空對(duì)量子理論的影響。

他們正在探索愛因斯坦的廣義相對(duì)論與量子力學(xué)之間的交叉點(diǎn)。這意味著量子網(wǎng)絡(luò)有朝一日可能為統(tǒng)一的量子引力理論做出貢獻(xiàn)。

量子理論與引力的相互作用

量子網(wǎng)絡(luò)在科學(xué)界日益受到全球關(guān)注?？茖W(xué)家們相信，通過使用量子比特（qubits）和量子糾纏來傳輸信息（而非電子和光子），它最終將實(shí)現(xiàn)全球量子互聯(lián)網(wǎng)。最終，這將使量子計(jì)算機(jī)能夠在全球乃至太空深處部署超安全的通信。

在發(fā)表于《PRX Quantum》期刊的新論文中，研究人員深入探討了量子理論與引力之間的聯(lián)系。該團(tuán)隊(duì)包括史蒂文斯理工學(xué)院的伊戈?duì)枴てた品蛩够↖gor Pikovski）、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的雅各布·科維（Jacob Covey）以及哈佛大學(xué)的約翰內(nèi)斯·博雷加德（Johannes Borregaard）。

“量子理論與引力之間的相互作用是當(dāng)今物理學(xué)最具挑戰(zhàn)性的問題之一，但也非常引人入勝，”皮科夫斯基在一份新聞聲明中解釋道?！傲孔泳W(wǎng)絡(luò)將幫助我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中首次檢驗(yàn)這種相互作用?！?/p>

研究人員為他們的研究開發(fā)了一套協(xié)議，展示了如何使用所謂的糾纏W態(tài)（entangled W-states）將量子效應(yīng)分布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間。該協(xié)議還展示了如何記錄這些糾纏系統(tǒng)之間的干涉現(xiàn)象。

本質(zhì)上，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)科學(xué)家可以利用現(xiàn)代量子技術(shù)能力（例如原子陣列中的量子隱形傳態(tài)和糾纏貝爾對(duì)），在彎曲時(shí)空中檢驗(yàn)量子理論。

引力會(huì)改變量子力學(xué)效應(yīng)嗎？

愛因斯坦的廣義相對(duì)論與量子力學(xué)之間的差異已有充分記載。量子力學(xué)研究的是物質(zhì)在原子和亞原子粒子尺度上的相互作用。盡管科學(xué)家們對(duì)原子和亞原子粒子的行為了解很多，但他們并不理解為什么它們的行為與經(jīng)典物理學(xué)中觀察到的大尺度物體的行為不同。

時(shí)空的差異最終會(huì)改變我們?cè)诘厍蛏嫌^察到的原子和亞原子粒子的行為嗎？這正是科學(xué)家們希望通過他們的新測(cè)試來尋找答案的問題。

“我們假設(shè)量子理論在任何地方都成立 —— 但我們不知道這是否正確，”皮科夫斯基說?！翱赡苁且Ω淖兞肆孔恿W(xué)的運(yùn)作方式。一些理論暗示了這種改變，而量子技術(shù)將能夠?qū)Υ诉M(jìn)行檢驗(yàn)?！?/p>

通過研究，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)不僅僅是未來量子互聯(lián)網(wǎng)的有用組成部分。它們還能以經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的方式，幫助科學(xué)家研究基礎(chǔ)物理學(xué)。至關(guān)重要的是，在彎曲時(shí)空中研究基礎(chǔ)物理學(xué)現(xiàn)在成為了可能。

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