简直像科幻一样,把某处的真空能量隐形传输到远方。
撰文 | 尹璋琦(北京理工大学)
上图左:真空态中无法取出自由能;上图右:量子隐形传输能量的概念图;第三幅图:量子隐形传输能量方案示意图。丨图片来源:参考资料[1]
(资料图片仅供参考)
量子隐形传输能量显得很离经叛道,因为要开发利用真空零点能,反倒是科幻小说中类似的概念汗牛充栋,因此论文发表在《物理评论D》(PRD)[2]后并没有太多关注。但堀田正博坚持发展这个想法,2011年他与同事合作提出可以利用量子霍尔效应实现量子隐形传输能量,并幸运地申请到了经费资助。可不幸的是,他们遇到了2011年东日本大地震和随之而来的海啸,他们的实验设施毁于一旦。
2013年,堀田正博应邀去加拿大报告,把这个想法告诉了加拿大滑铁卢大学IQC研究所的Martín-Martínez等人,引起了他们的兴趣。他们很快就发现量子隐形传输能量的想法可以帮助改进量子计算技术。研发量子计算机时,关键技术之一在于量子比特的初始化,但它又会面临真空涨落的限制。利用量子隐形传输能量的思想,2017年他们提出一种初始化量子比特的理论方案[4]。又经过多年的实验技术提升,最近他们终于在核磁共振系统中实验验证了量子隐形传输能量。[5]
在实验中,他们先将两个原子制备到某种能量最低的基态:强局域被动态(strong local passive state),对其中任何一个原子进行任意局域操作都无法取出能量,且原子间有量子纠缠。然后他们对原子A与辅助原子C施加脉冲,打开它们之间的耦合,使辅助原子C 获得原子A的部分信息,并确保此操作不会改变原子B的能量。然后把原子C与原子B之间的耦合打开,这等价于把原子A的信息传递给B。在这一系列操作之后,我们就可以用局域操作从原子B中获得能量了。上述实验步骤只需37毫秒就可以完成,而能量从A传输到B原子所需要的时间需要一秒钟,远长于实验时间。此论文已被《物理评论快报》(PRL)接收[6]。在此实验贴到预印本网站后过了8个月,另外一位学者基于IBM量子云平台,也独立实现了量子隐形传输能量的验证[7]。
虽然经过15年量子隐形传输能量才获得验证,但目前的实验并不让人太满意,从理论角度,它只是某种量子模拟。堀田正博教授正在与人合作,进一步发展基于凝聚态系统的实验方案,基于硅基系统中的边缘电流(其中天然具有量子纠缠)来实现量子隐形传输能量。量子隐形传输能量理论在黑洞物理学、弯曲时空量子场论等领域也有潜在应用价值。
参考资料
[1] http://www.tuhep.phys.tohoku.ac.jp/~hotta/extended-version-qet-review.pdf
[2] http://www.tuhep.phys.tohoku.ac.jp/~hotta/
[3] https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.78.045006
[4] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.050502
[5] https://arxiv.org/abs/2203.16269
[6] https://journals.aps.org/prl/accepted/74074Yf4Fc91c98230f91f68b90ad23c070a51171
[7] https://arxiv.org/abs/2301.02666
本文受科普中国·星空计划项目扶持
出品:中国科协科普部
特 别 提 示
1. 进入『返朴』微信公众号底部菜单“精品专栏“,可查阅不同主题系列科普文章。
2. 『返朴』提供按月检索文章功能。关注公众号,回复四位数组成的年份+月份,如“1903”,可获取2019年3月的文章索引,以此类推。
版权说明:欢迎个人转发,任何形式的媒体或机构未经授权,不得转载和摘编。转载授权请在「返朴」微信公众号内联系后台。
上一篇:九块九一斤的牛肉丸里,到底是啥肉? 要闻
下一篇:最后一页
凡本网注明“XXX(非现代青年网)提供”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和其真实性负责。
原标题:春节档影片越拍越长引发业界关注(引题) 超长电影要以好故事做支撑(主题)天津日报记者张钢今年春节档电影市场迎来口碑与票房双丰
2023-03-02 11:54
原标题:舞剧《五星出东方》开启新疆巡演2月28日,在乌鲁木齐京剧院,演员在表演舞剧《五星出东方》。2月28日晚,舞剧《五星出东方》在新疆乌
2023-03-02 11:49
原标题:有趣地做学问,有趣地做人(主题)——读《好玩儿的大师》(副题)范天培提起赵元任,人们能够想到的是“中国语言学之父”“清华四大
2023-03-02 11:56
原标题:老字号的“新玩法”随着市场回暖,一些老字号企业主动探索经营新思路。研发符合年轻人使用习惯的产品,售卖网红饮品助推消费引流,打
2023-03-02 10:37
原标题:宁夏须弥山石窟修复工程过半2020年4月开始,宁夏固原市原州区须弥山石窟文物管理所组织专业技术人员对现存壁画以及石窟水害进行系统修
2023-03-02 10:46
原标题:《我们民谣2022》总决赛奉上冷门歌曲(引题) 水木年华:音乐风格无限定(主题)今晚报记者高爽音乐综艺《我们民谣2022》近日在爱奇
2023-03-02 10:44
原标题:帮盲人“看”大片的90后中青报·中青网记者张敏“画面中播放抗美援朝战争时期的黑白影像资料;画面中出现本片片名《狙击手》;战士们
2023-03-02 09:36
原标题:天津大剧院重磅引入马伯庸同名小说改编(引题) 舞台剧《两京十五日》五月来津(主题)今晚报讯(记者高丽)作为天津大剧院年度重磅
2023-03-02 09:33
原标题:画中有家家中有画(引题) 互相成就的拉森夫妇:让故居不仅仅只是故居(主题)瑞典著名画家卡尔·拉森是瑞典美术史上对世界贡献最大
2023-03-02 09:36
原标题:老舍戏剧节重磅大戏几经周折终定档(引题) 五一京城看《惊梦》(主题)北京青年报记者郭佳自2021年首演几经周折仅在京城上演了一轮
2023-03-02 09:34
原标题:“云游”极具盛名的欧洲画家梵高、毕加索、卡尔·拉森故居(引题) 他们存在的意义是为世人带来有治愈力的美(主题)编者按:兔年春
2023-03-02 09:56
原标题:历经元明清三代,为全城报时中心——(引题) 北京钟鼓楼的奇妙数字(主题)谭烈飞城市钟鼓楼的起源,可上溯至秦汉时的谯门、谯楼、
2023-03-02 08:35
原标题:紫金山天文台发现新彗星明年或肉眼可见3月1日,国际小行星中心发布一颗新彗星C 2023A3(Tsuchinshan-ATLAS)的确认公告。该目标由
2023-03-02 08:49
原标题:甘苦诗译:中国的蒌蒿与西方的苦艾一道菜、一种味觉体验总是可以通往深刻的情感体验,通往博大的文化之网,尤其是那些味道独特、为某
2023-03-02 08:34
原标题:2022年度山东五大考古新发现公布光明日报济南3月1日电(记者赵秋丽、冯帆)3月1日,记者从山东省文化和旅游厅举办的2022年度山东五大
2023-03-02 08:33
原标题:第三届云南省传统戏剧曲艺汇演在昆明举行工人日报-中工网记者赵黎浩2月28日,第三届云南省传统戏剧曲艺汇演在昆明市五华区举行,汇演
2023-03-02 05:56
原标题:山西2022年六项重要考古发现公布昨天(2月28日),山西省政府新闻办召开新闻发布会,公布了六项2022年度山西重要考古发现,运城夏县辕
2023-03-01 15:47
原标题:《五星出东方》新疆惊艳首秀(主题)乌鲁木齐观众完整欣赏“灯舞”“广场舞”“锦绣舞”名场面(副题)北京晚报记者韩轩西域风浓厚的
2023-03-01 15:48
原标题:秒空!周杰伦演唱会数百万人抢票(引题)大型演唱会密集回归带火一大波城市机票酒店(主题)成都商报-红星新闻记者谢雨桐复苏周杰伦
2023-03-01 14:52
原标题:武汉观众偏爱装置艺术?(引题)双年展最受欢迎的十件作品你去打卡了吗(主题)记者周满珍 通讯员李霞 艾小铮2022武汉双年展于2022
2023-03-01 14:36
原标题:“热浪”来袭,给你好看!(主题)杭州话剧艺术中心发布2023年演出计划(副题)记者厉玮满城春“艺”浓,好戏看杭话。日前,杭州话剧
2023-03-01 13:40
原标题:传承创新楚韵荆州(引题)首届楚文化节定于4月8日开幕(主题)湖北日报讯(记者海冰、通讯员周栎)2月28日,省政府新闻办召开新闻发布
2023-03-01 13:42
原标题:200余件龙泉青瓷宝剑亮相省博湖北日报讯(记者海冰、通讯员鲁黎)2月28日,“天下龙泉——中国龙泉青瓷宝剑传承与创新展”在湖北省博
2023-03-01 13:34
原标题:程颢程颐邮票在黄陂发行湖北日报讯(记者黄磊、通讯员黄宣)2月28日,《理学亢宗——千年程颢程颐》个性化邮票出生地发行活动,在武汉
2023-03-01 13:32
原标题:专家学者在汉热议——(引题)“让荆楚文化大步走向世界”(主题)湖北日报全媒记者农新瑜讲好湖北故事,向世界传播荆楚文化。2月28日
2023-03-01 13:45