摘要:量子物理学的世界正在经历第二次革命,这将推动计算,互联网,电信,网络安全和生物医学的进度取得指数飞跃。量子技术吸引越来越多的学生想从亚原子世界中学习概念(例如量子纠缠或量子叠加),以探索量子科学的创新潜力。实际上,了解量子技术概念的非直觉性质并认识到它们与技术进步的相关性是2025年的挑战之一,它是联合国教科文组织的国际量子科学和技术年...
量子物理学的世界正在经历第二次革命,这将推动计算,互联网,电信,网络安全和生物医学的进度取得指数飞跃。量子技术吸引越来越多的学生想从亚原子世界中学习概念(例如量子纠缠或量子叠加),以探索量子科学的创新潜力。实际上,了解量子技术概念的非直觉性质并认识到它们与技术进步的相关性是2025年的挑战之一,它是联合国教科文组织的国际量子科学和技术年。
现在,巴塞罗那大学物理学院的一个团队设计了新的实验设备,使学生有可能熟悉更复杂的量子物理学概念。他们提出的配置 - 多功能,具有成本效益,并且在课堂上具有多种应用方式 - 已经在UB物理学院的高级量子实验室中运行,并且在较少专业的中心也可以访问。
这项创新在期刊的一篇文章中介绍EPJ量子技术这是由BrunoJuliá教授之间的合作,来自量子物理与天体物理学系与UB Cosmos Sciences(ICCUB)的合作;来自电子和生物医学工程系的应用物理学系和UB纳米科学和纳米技术学院(IN2UB)和UB纳米科学和纳米技术学院(IN2UB)和UB纳米技术学院(IN2UB)的MartíDuocastella。它基于劳尔·拉霍兹(RaúlLahoz)的硕士最终项目的结果,专家利迪亚·洛扎诺(Lidia Lozano)和阿德里亚·布鲁(AdriàBrú)的参与。
量子力学独有的现象研究量子力学使创建所谓的纠缠系统(例如,有两个颗粒或两个光子)以非直觉的方式行为。 1964年,物理学家约翰·贝尔(John S. Bell)在实验上证明了量子力学的预测与对物理学的经典描述完全不相容 - 阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)提倡的假设 - 并巩固了量子力学的概率性质。 2022年,科学家Alain方面,John F. Clauser和Anton Zeilinger因在有关纠缠光子的量子信息和违反Bell不平等的实验证明中获得了诺贝尔物理学奖。
如今,量子纠缠是推动量子技术开发(量子计算机,数据加密等)的基本资源之一。 BrunoJuliá说:“对贝尔不平等的研究,特别是观察到违反不平等的行为 - 是对量子纠缠系统表征的基本。
MartíDuocastella在文章中解释说,他们设计了“能够为学生提供直接测量量子纠缠的新实验设备。” “从我们的角度来看,研究人员说 - 我们认为,允许学生进行这些测量将极大地促进他们对这一不直觉现象的理解。”
向学生介绍高级工具UB团队设计的系统使得学习铃铛不平等并执行完整的两光孔层析成像。通过简单的操作,它可以准备不同的量子纠缠状态。与以前的提案相比,“新设备改善了光子捕获过程:它使用聚集到光纤的检测器,这是简化实验的关键创新之一,这是系统对齐的效率并提高检测效率的效率。因此,在一个实践中的钟声和钟声互动的效果(可以在实践中进行了两个小时)(在实践中都可以表现出来,” Duocastella。
结果揭示了对光子的量子状态的成功操纵,并实现了高保真纠缠状态和对贝尔不平等的严重侵犯。此外,该系统的元素被广泛用于当前量子技术,从而促进了学生与高级仪器的接触。
这项创新已经在学士和硕士学位课程中应用了,已收到所有学生的积极反馈。在物理学学士学位上,它允许进行实验演示,以补充经典和量子信息理论和量子力学的主题。在硕士学位课程中,它是量子科学和技术硕士学位高级量子实验室的四个实验之一。
这项研究已获得西班牙科学,创新和大学以及欧盟下一代欧盟基金的资助。