美媒:实验表明化学反应中的量子纠缠可测量|化学反应|量子纠缠

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?美媒:实验表明化学反应中的量子纠缠可测量

  参考消息网8月6日报道 美媒称,一直以来,科学家们怀疑量子现象可能在光合作用和自然界的其他化学反应中扮演某种角色,但他们对此并不确定,因为这一现象很难识别。

  据美国每日科学网站8月2日报道,美国珀杜大学研究人员展示了一种测量化学反应中量子纠缠现象的新方法。量子纠缠指的是量子粒子远距离保持互相之间的特殊关联。

  准确发现化学反应是如何进行的,这可以让人们使用新技术模仿或再造化学反应,比如设计更好的太阳能系统。

被称为“贝尔不等式”的常用定理应用于识别化学反应中的纠缠。除理论论证外,研究人员还通过量子模拟验证了这个不等式。

  珀杜大学化学教授萨卜雷凯斯说:“此前没有人通过实验表明化学反应中的量子纠缠,因为一直没有办法测量它。我们现在第一次有了一种实用测量方法。现在的问题是,我们能否利用纠缠来预测和控制化学反应的结果?”

  自1964年以来,贝尔不等式已经得到广泛验证,它是一种重要手段,用以识别可通过离散测量来描述的纠缠,例如测量一个量子粒子的自旋方向,然后确定这一测量结果是否与另一个粒子的自旋相关。如果一个系统违反了这个不等式,那么纠缠就存在。

  但描述化学反应中的纠缠需要连续进行不断的测量,比如光束的各种角度,这些光束分散反应物,迫使它们接触并转化为产物。

  凯斯团队将贝尔不等式的应用扩大到化学反应中的连续测量。此前,该定理已被用于光子系统中的连续测量。

  这项研究基于斯坦福大学研究人员2018年发表在《自然化学》月刊上的一项实验,该实验旨在研究分子相互作用的量子态。凯斯团队对产生氢化氘分子的化学反应进行了量子模拟,测试了广义的贝尔不等式。

  因为这些模拟验证了贝尔定理,并表明化学反应中的纠缠可以识别,所以凯斯团队提议在一项实验中进一步利用氢化氘测试这种方法。

  凯斯说:“我们还不知道我们能利用化学反应中的纠缠来控制哪些产物,只知道这些产物会有所不同。让这些系统中的纠缠变得可以测量是重要的第一步。”

张义凌

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