光子學(xué)實(shí)驗(yàn)解決了量子悖論
似乎量子力學(xué)和熱力學(xué)不能同時(shí)為真。在一份新的出版物中,特文特大學(xué)的研究人員使用光學(xué)芯片中的光子來證明這兩種理論如何能同時(shí)為真。在量子力學(xué)中,時(shí)間可以被逆轉(zhuǎn),而信息總是會(huì)被保留下來。也就是說,人們總能找回粒子的先前狀態(tài)。
長期以來,人們不知道這如何能與熱力學(xué)同時(shí)成為事實(shí)。在那里,時(shí)間有一個(gè)方向,信息也會(huì)丟失。作者Jelmer Renema解釋說:"想想兩張照片,你把它們放在陽光下太久了,過了一段時(shí)間,你就無法再分辨它們了"。 特文特大學(xué)的一個(gè)研究小組通過使用一個(gè)帶有光子通道的光學(xué)芯片成功地說明了量子力學(xué)和熱力學(xué)可以共存。這些通道單獨(dú)顯示出符合熱力學(xué)的無序狀態(tài),而整個(gè)系統(tǒng)由于子系統(tǒng)的糾纏而符合量子力學(xué),證明了信息可以被保存和傳輸。 量子平衡的光子模擬。 對(duì)于這個(gè)量子難題已經(jīng)有了理論上的解決方案,甚至用原子做了實(shí)驗(yàn),但現(xiàn)在特文特大學(xué)(UT)的研究人員也用光子證明了這一點(diǎn)。Renema解釋說:"光子有一個(gè)優(yōu)勢,用它來逆轉(zhuǎn)時(shí)間是非常容易的。在實(shí)驗(yàn)中,研究人員使用了一個(gè)帶有通道的光學(xué)芯片,光子可以通過這些通道。起初,他們可以準(zhǔn)確地確定每個(gè)通道中有多少個(gè)光子,但之后,光子就會(huì)改變位置。 當(dāng)我們觀察單個(gè)通道時(shí),它們遵守?zé)崃W(xué)定律,建立了無序狀態(tài);趯(duì)一個(gè)通道的測量,我們不知道有多少光子仍在該通道中,但整個(gè)系統(tǒng)與量子力學(xué)是一致的。" 各種通道--也被稱為子系統(tǒng)是糾纏在一起的。一個(gè)子系統(tǒng)中丟失的信息在另一個(gè)子系統(tǒng)中'消失'了。 Jelmer Renema博士是自適應(yīng)量子光學(xué)研究小組的助理教授。他也是特溫特大學(xué)的特色科學(xué)家之一。他與一個(gè)團(tuán)隊(duì)一起做了這項(xiàng)研究,其中包括柏林自由大學(xué)的延斯-艾塞特教授博士的研究小組,他們?cè)谧C明實(shí)驗(yàn)的可逆性方面發(fā)揮了重要作用。他們最近在科學(xué)雜志《自然通訊》上發(fā)表了題為"集成量子光子處理器中的熱力學(xué)量子模擬"的文章。 相關(guān)鏈接:https://phys.org/physics-news/optics-photonics/ |