量子网络新突破:为探索量子理论与弯曲时空交织提供新途径
2025-07-15 14:08
来源:史蒂文斯理工学院
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量子网络作为实现全球量子互联网的关键技术,正引领着安全通信与量子计算机连接的新潮流。史蒂文斯理工学院、伊利诺伊大学香槟分校与哈佛大学的研究团队携手,在《PRX Quantum》杂志上发表新研究,揭示了量子网络比先前认知更具通用性。

这项题为《利用分布式原子处理器时钟探测弯曲时空》的研究,首次展示了量子网络在探测弯曲时空对量子理论影响方面的潜力。长久以来,量子物理学在各项测试中表现卓越,但当与爱因斯坦的引力理论——广义相对论——相结合时,其表现则变得不那么明朗。爱因斯坦认为,引力是时空变化的结果,即时空弯曲,这一理论已得到高精度测量证实,并在科幻作品中广泛普及。然而,时间流动的变化如何影响量子力学,以及量子理论和广义相对论是否需在其交织处进行修改,仍是待解之谜。

研究团队表明,量子网络中原子钟的叠加能拾取不同时间流,为探索量子理论与弯曲时空的交织提供了新途径。“量子理论与引力间的相互作用是物理学中最具挑战性的问题之一,”史蒂文斯理工学院教授伊戈尔·皮科夫斯基说,“量子网络将助力我们首次在实际实验中测试这种相互作用。”随后,团队与Covey实验室合作,开发出具体协议,利用纠缠W态分布量子效应至网络节点,并记录纠缠系统间干扰,为测试弯曲时空的量子理论奠定基础。

Pikovski、Covey和Borregaard的研究不仅凸显了量子网络作为未来量子互联网实用工具的价值,更揭示了其在研究基础物理方面的独特机遇。至少,现在可以测试量子力学在弯曲时空中的行为,为解开物理学深层次谜团提供了可能。

更多信息: 匿名,利用分布式原子处理器时钟探测弯曲时空,PRX Quantum (2025)。Johannes Borregaard 等人,利用量子网络测试弯曲时空的量子理论,《物理评论研究》(2025)。期刊信息: Physical Review Research 、 PRX Quantum

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