量子網絡可能為長期困擾科學家的基本物理問題提供新的視角。
一項新發表的研究顯示，量子網絡可以用來探討曲率時空對量子理論的影響。研究團隊正在研究愛因斯坦的廣義相對論與量子力學之間的交集，這意味著量子網絡未來可能為統一的量子重力理論作出貢獻。
量子理論與重力的相互作用
量子網絡在科學界越來越受到重視。科學家們相信，這將最終實現全球量子互聯網，通過使用量子比特和糾纏來傳輸信息，而不是電子和光子。最終，這可能使量子計算機能夠在全球範圍內及深入太空實現超安全的通信。
在新發表於 PRX Quantum 的論文中，研究人員深入探討了量子理論與重力之間的聯繫。團隊成員包括來自史蒂文斯理工學院的 Igor Pikovski、伊利諾伊大學厄本那-香檳分校的 Jacob Covey 以及哈佛大學的 Johannes Borregaard。
Pikovski 在新聞聲明中表示：「量子理論與重力之間的相互作用是當今物理學中最具挑戰性的問題之一，但同樣引人入勝。量子網絡將幫助我們首次在實驗中測試這種相互作用。」
研究人員為其研究制定了一個協議，以展示如何通過所謂的糾纏 W 狀態將量子效應分佈於網絡節點之間，並記錄這些糾纏系統之間的干涉。
團隊發現，科學家可以利用現代量子技術，例如量子瞬移和原子陣列中的糾纏 Bell 對，來測試曲率時空下的量子理論。
重力是否會改變量子力學的效應？
愛因斯坦的廣義相對論與量子力學之間的差異已被充分記錄。量子力學研究的是物質在原子和亞原子粒子尺度上的相互作用。儘管科學家對原子和亞原子粒子的行為有相當了解，但他們不明白為什麼這些粒子的行為與在經典物理中觀察到的大型物體有所不同。
科學家們希望通過新的實驗來探討，時空的差異是否最終會改變我們在地球上觀察到的原子和亞原子粒子的行為。
Pikovski 表示：「我們假設量子理論在任何地方都成立，但我們並不知道這是否正確。重力可能會改變量子力學的運作方式。有些理論建議了這樣的修改，而量子技術將能夠進行測試。」
通過這項研究，團隊發現量子網絡不僅是未來量子互聯網的一個有用組件，還可以幫助科學家以傳統計算無法實現的方式研究基本物理學。重要的是，在曲率時空中研究基本物理學現在已成為可能。
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