據(jù)外媒報(bào)道，近日，東京大學(xué)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究中心（RCAST）的科學(xué)家展示了一種通過量子糾纏的奇異能量將磁球與傳感器耦合的方法。他們表明，即使在一個單一的磁激發(fā)球的存在，也可以檢測到單次測量。這項(xiàng)工作代表了向能量與磁性材料相互作用的量子系統(tǒng)的重大進(jìn)展。

單磁振檢測器中感興趣模式的示意圖。鐵磁晶體中集體自旋激發(fā)的統(tǒng)一處理模式稱為Kittel模式，通過微波腔模式相干耦合到超導(dǎo)量子位。

　　想象一下，如果有一個傳感器足夠強(qiáng)大，進(jìn)行一次掃描就能告知附近的干草堆中是否裝有針頭。這樣的設(shè)備似乎只可能存在于科幻小說中，但是，使用量子力學(xué)最直觀的效果之一，這種程度的敏感性可以變成現(xiàn)實(shí)。糾纏是量子力學(xué)的核心，它允許鏈接的粒子在長距離內(nèi)瞬間相互作用，曾被愛因斯坦稱為“遠(yuǎn)處的幽靈行為”。

　　第一作者Dany Lachance Quiron博士說，“實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，量子力學(xué)允許這樣的情況，即系統(tǒng)的各個部分不再可以單獨(dú)描述，而是從根本上糾纏起來，這樣對一個部分的測量就自動決定了另一個部分的命運(yùn)。例如，兩個電子可以糾纏在一起，因此它們都指向上或都指向下，因此測量一個電子會立即影響另一個電子的狀態(tài)。糾纏在量子力學(xué)教科書中已經(jīng)存在了幾十年，但是用它制作非常靈敏的探測器的應(yīng)用現(xiàn)在才開始實(shí)現(xiàn)?！?/p>

　　在RCAST上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，一毫米大小的釔鐵石榴石球體與作為傳感器的超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)量子位放置在同一諧振腔中。由于球體、諧振腔、腔體與量子位之間的耦合，如果球體中不存在磁激發(fā)，則只能通過電磁脈沖來激發(fā)量子位，然后，讀取量子位的狀態(tài)即可揭示球體的狀態(tài)。

　　中村雅順教授解釋說，“通過使用單次檢測而不是平均檢測，我們能夠使我們的設(shè)備既高度敏感又非?？焖?。這項(xiàng)研究可以為功能強(qiáng)大的傳感器開辟道路，以幫助尋找理論上稱為“黑軸”的理論暗物質(zhì)粒子?！?/p>