美国科普网站“生活科学”(livescience)7月31日报道,量子纠缠(Quantum Entanglement)的本质一直是物理学中悬而未决的问题。简单来说,量子纠缠指的是两个粒子即使相隔遥远距离,也能彼此影响,就像双胞胎的心灵感应一样。但爱因斯坦(Albert Einstein)理论,加上量子计算的洞察力,最终可能会解开这个谜。
自1925年量子力学诞生以来,尽管为人类带来了诸如雷射、核磁共振扫描仪和电脑芯片等革命性技术,但其核心基础问题,如量子纠缠的本质,始终未有定论。
美国伊丽莎白镇学院(Elizabethtown College)物理学教授史塔基(William Mark Stuckey)指出,量子资讯科学近年来的蓬勃发展,为解开这些谜团提供了全新的研究思路,而其中一个极具潜力的方向,便是将爱因斯坦的相对论(Theory of Relativity)应用于量子位元(qubit)的研究。
量子位元是量子计算的核心单元,其与传统电脑位元的最大区别在于,传统位元只能呈现0或1的二元状态,而量子位元利用量子叠加的特性,可以对无限多个查询产生二元响应。更令人惊奇的是,透量子纠缠,多个量子位元可以相互关联,形成一种强大的计算能力,远远超越传统电脑。然而,究竟是什么力量或原理促成了量子纠缠,科学界一直莫衷一是。
史塔基教授的团队提出了一个大胆的假设,他们认为爱因斯坦的相对论可能是解开这个谜团的关键。相对论是爱因斯坦提出的关于时空和引力的基本理论,其中一个重要的概念是相对性原理,简而言之,它指出无论你在哪里、朝哪个方向看,或移动速度有多快,物理定律都应该是一样的。
透过将相对论与量子资讯理论相结合,史塔基教授团队试图从信息原理的角度,而非传统的力学角度,来解释量子纠缠现象,并避免了对超光速作用力的依赖,从而与爱因斯坦的相对论保持一致。
如果史塔基教授团队的假设最终得到证实,那将会是量子力学发展史上的一个重要里程碑。这不仅意味著我们可以从更深层次上理解量子纠缠的本质,也将为量子计算的发展打开全新的局面。届时,那些曾经只存在于科幻小说中的场景,例如超光速通讯、瞬间移动等,或许都将成为现实。