加提出有效利用量子糾纏新途徑

加拿大多倫多大學物理學家在最新一期《物理評論》上提出了一個有效利用量子糾纏現象的新途徑，這一新方式可將發光二極管(LED)與超導體結合在一起產生出糾纏光子，從而為量子計算機和量子通信器件的發展打開了新的窗口。

量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象，無論其距離有多遠。測量糾纏對中一個粒子的特性，便可知曉另一個的特性。這是量子力學中最令人困惑的一個方面，愛因斯坦稱之為“遠距離幽靈行為”。

“LED等常規光源發出的光子表現出無任何相關關系的隨機性。”加拿大先進技術研究所的研究員愛麗克斯·哈耶特解釋說：“新研究證明，LED發射的光子之間的糾纏可通過添加另一個特有物理效應——超導性來實現。”

超導性是指某些材料在低溫條件下其電阻可降為零，當電子以庫珀對糾纏在一起時就會發生這種現象，此時一個電子沿某個方向自旋，另一個電子則沿反方向自旋。當一層具有超導特性的材料與半導體LED結構緊密接觸時，庫珀對就會注入LED，糾纏電子對便會創建出糾纏光子對。此效應原本只在使用納米厚度有源區域——量子阱的LED中出現。

哈耶特表示，通常情況下，量子特性出現在非常小的尺度上——一個電子或一個原子，超導性使量子效應可出現在大尺度上——一個電子器件或整個電路。這種量子行為一般情況下可顯著提高光的輻射，特殊情況下則可糾纏光子輻射。