光子纠缠

中国科技网讯 据物理学家组织网7月26日（北京时间）报道，量子物理学似乎一直涉及的是一些无限小的事物。而多年以来，瑞士日内瓦大学的研究人员一直试图在更大规模甚至宏观层面上观察到量子物理的性质。最近该研究团队成功让两根填充了500个光子的光纤发生纠缠，不同于以往只有1个光子的光纤纠缠实验，向实现宏观层面的量子纠缠迈出了重要一步。相关研究成果发表在最新一期的《自然·物理学》上。 30年以来，物理学家已经能够使光子对发生纠缠。不管两个光子之间存在的距离和障碍如何，第一个光子的动作会在瞬间冲击第二个光子。这种状况发生时，好像是一个单光子存在于两个不同的地方。 似乎可以直观地认为，应用于原子水平上的物理规则也可转移到宏观世界当中。然而，试图证明这一点并不容易。事实上，当一个量子系统大小增加，其与周围环境就会进行越来越多的互动，而这样却会迅速破坏其量子特性，这种现象被称为量子消相干。 尽管有这些限制，在技术的不断进步下，该研究团队一直在努力寻求突破。2011年1月，他们设法实现了晶体纠缠，从而超越了原子的维度。现在，该大学理学院教授尼古拉斯率领的团队成功使两个填充了500个光子的光纤发生纠缠。 为了做到这一点，他们先在微观层面上创建两个光纤之间的纠缠，然后将其移到宏观层面。这种微观量子纠缠态的生存过渡到更大规模世界的现象，甚至可以用传统的检测手段，即肉眼观察得到。而为了验证在宏观世界的纠缠存活，他们可以将其重新转换回微观水平。 尼古拉斯说：“这次大规模实验为许多量子物理学的应用铺平了道路。在宏观层面的纠缠是该领域的主要研究方向之一，我们希望在未来几年可以实现大型对象间发生的纠缠。”（记者 华凌） 总编辑圈点 尽管量子学还是“上帝跟宇宙玩掷骰子”，但物理学家们早已证实神秘现象不仅仅局限于极度微观领域中。好比本文中的量子纠缠，其实不像人们通常以为的那么“脆弱”，还曾在全固体材料中实现过，它最终走入到电子设备中是迟早的事。目前这一成果，在将来能为研制适用于量子通信的全光纤纠缠光源和单光子源带来益处，对于量子密钥的分发系统也起到重要作用。

科技日报多伦多6月6日电 （记者冯卫东）加拿大物理学家们首次利用量子力学克服了测量科学中的一个重大挑战。新开发的多探测器方法可测量出纠缠态的光子，实验装置使用光纤带收集光子并将其发送到由11个探测器组成的阵列。此项研究为使用量子纠缠态开发下一代超精密测量技术铺平了道路。 研究报告主要作者之一、多伦多大学物理系量子光学研究小组博士生罗泽马·李称，新技术能利用光子以经典物理学无法达到的精度进行测量。此项研究成果在线发表在《物理评论快报》上。 现存最灵敏的测量技术，从超精确原子钟到世界上最大的望远镜，均依赖于检测波之间的干涉，这种干涉发生于两个或更多个光束在相同空间的碰撞。罗泽马及其同事使用的量子纠缠态包含N个光子，它们在干涉仪中均被保证采取同样的路径，即N个光子要么全部采取左手路径，要么全部采用右手路径。 干涉效应可用干涉仪进行测量。干涉装置的测量精度可通过发送更多的光子加以改善。当使用经典光束时，光子数目（光的强度）增加100倍，干涉仪的测量精度可提高10倍，但是，如果将光子预先设置在一个量子纠缠态，干涉仪在同等条件下的测量精度则同步增长100倍。 科学界虽已了解到测量精度可通过使用纠缠光子加以改善，但随着纠缠光子数的上升，所有的光子同时到达相同检测器的可能性微乎其微，因此该技术在实践中几无用处。罗泽马及其同事于是开发出一种使用多个探测器来测量纠缠态光子的新方法。他们设计了一种使用“光纤带”的实验装置，用以收集光子并将其发送到11个单光子探测器组成的阵列。 这使研究人员能够捕捉到几乎所有最初发送的多光子。罗泽马称，同时将单光子以及两个、三个和四个纠缠光子送入检测设备，测量精度可得到显著提高。 研究人员表示，两个光子好于一个光子，探测器阵列的效果则远远好于两个。随着技术的进步，采用高效探测器阵列和按需纠缠的光子源，此项技术可被用于以更高精度测量更多的光子。《物理评论快报》的评论指出，该项技术为提高成像和光刻系统的精度提供了一种行之有效的新途径。 总编辑圈点 光子纠缠态，早已经不再拘束于当初爱因斯坦等人提出的玄妙理论，而被应用到如量子光刻、量子图像学等技术领域。也正是这些应用，让抽象的量子力学概念能较为实在地体现在人们面前。本文中研究者以超越经典物理学的精度测量出纠缠态光子，这种高分辨率的量子态测量，不仅能带动以上应用领域的发展，亦将有助于实现相关物理参数的高精度。来源：中国科技网-科技日报 2014年06月07日

中国科技网讯 据物理学家组织网8月9日（北京时间）报道，英国格拉斯哥大学、赫瑞-瓦特大学以及加拿大渥太华大学的研究人员携手合作，首次利用照相机拍摄到量子纠缠的图像。量子加密通信、量子计算等技术的发展都需要依靠量子纠缠的物理特性，最新研究成果朝着开发这类应用迈进了一步。相关论文发表在《自然·通讯》杂志上。 量子纠缠是一种量子力学现象，处于纠缠态的两个粒子即使距离遥远，也保持着特别的关联性，对一个粒子的操作会影响到另一个粒子。简单来说就是，当其中一个粒子被测量或者观测到，另一个粒子也随之在瞬间发生相应的状态改变。这种仿佛心有灵犀一般的一致行动超出了经典物理学规则的解释范畴，被爱因斯坦形容为“鬼魅似的远距作用”。 在此次实验中，研究小组使用了一个具有高灵敏度的照相机来测量光子的高维空间纠缠。光子的纠缠态是用一种特殊的晶体将一个单光子一分为二来创建的。通过给这些光子对拍照，研究人员可以对光子位置之间的关联进行测量，这是经典物理学所无法实现的。借助201×201像素阵列，照相机可在同一时刻观察到量子光场的全景，研究小组也得以看到多达2500种不同的纠缠态。 参与该项研究的格拉斯哥大学物理学和天文学学院教授迈尔斯·帕吉特说：“一张图片胜过千言万语，这句格言用在此处再恰当不过了。每个像素都含有自己的信息，从而可能给量子加密通信的数据容量带来革新。” 他表示：“这项研究是朝着未来量子技术迈进的重要一步，同时也显示了照相机的一个重要新功能，那就是在量子信息科学方面的应用。”（记者 陈丹） 总编辑圈点 在量子世界中，与奇怪的定理相联系的是许多奇怪的现象，比如测不准原理,比如薛定谔的猫，再比如这个爱因斯坦的“幽灵”——量子纠缠。一副万物皆可能有默契的样子，让人无论站在人文还是科学的高度上，仅靠言语都难于描述一二。幸好，现在科学家把它拍下来了，当嘴巴因无力选择缄默时，我们还可以靠眼睛，直观的对视那无比奇妙的微观世界，期盼着从中窥探更多的可用信息，以完成宏观世界中对量子通信及量子计算的建设。 《科技日报》（2012-8-10 一版）

可预测新技术运用量子态的可能性2013年06月08日 来源： 科技日报 作者： 常丽君 科技日报讯 “纠缠”是量子力学的一个基本特征，而且这种现象有多种不同的形式。据物理学家组织网6月6日报道，最近，瑞士苏黎世联邦理工学院的物理学家和数学家显示了怎样把不同形式的量子“纠缠态”有效而系统地分类。研究人员指出，这一方法非常重要，因为它有助于预测将一种量子态应用于新技术的可能性有多大。相关论文发表在最近的《科学》杂志上。 美国物理学家理查德·费曼曾说“没人能理解量子力学”，这么说是想强调，即使那些科学带头人，也在艰难地开发着他们对量子力学的直觉设想。量子现象通常在经典物理学中找不到相匹配的部分，典型例子就是量子纠缠：纠缠的粒子之间无论相隔有多远，好像都能直接地互相影响，就像能隔着任意遥远的空间互相“通讯”似的。爱因斯坦曾把这种行为叫做“幽灵般地超距作用”。 当两个以上粒子相纠缠时，它们之间的互相影响表现为不同的形式。纠缠现象为何有这些不同的表现，科学家尚未完全理解，至今也还没有一般性的方法，系统地将纠缠状态划分类别。现在，研究小组开发出一种方法，能把既定的量子态归入某一类可能的纠缠态。 该方法指出，不同类型的纠缠态与几何形体即多面体有关，这些形体代表“空间”，也就是某种纠缠的可用空间。一种给定的状态是否属于某种多面体，可以通过检测个别粒子来确定，而检测方法有很多。新方法通过检测个别粒子来描述纠缠态特征的可能性，不仅效率很高，而且不必同时检测许多粒子，这是与其他方法的不同之处，也意味着它能扩展到多粒子系统。 该校理论物理学院教授马提亚·克里斯丹德解释说：“对3个粒子来说，有两种根本不同的纠缠类型，一种是通常认为的更‘有用’的。而对4个粒子来说，粒子间纠缠的方式已近乎无数种，随着每增加一个粒子，纠缠的复杂程度会迅速增加。”论文第一作者、他的博士生迈克尔·沃特说，“我们的纠缠多面体方法，把这些状态划分为有限的体系，大大减少了复杂性。” 多粒子量子系统可能在未来技术中发挥重要作用，做到在经典物理学框架下完全不可能的事情。从反窃听信息传输、解决计算难题的高效算法，到改进照相印刷分辨率的技术等。在这些应用中，纠缠态是基本资源，精确地表现了经典物理学与量子力学不同的地方。在合适使用的情况下，这些复杂状态为各种新奇应用开辟了道路。 研究人员在计算中显示，纠缠多面体的方法不仅是一种简洁的数学构造，而且在现实实验条件下也能可靠地发挥作用，这预示着新方法可以直接用于那些使用了新奇量子技术的系统。（常丽君） 《科技日报》（2013-06-08 二版）

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由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题 “利用相关光子测量技术建立光电探测器量子效率测量装置的研究”近日通过了专家验收。该课题自主研制的缠光子法探测器量子效率绝对定标装置，成功将我国光辐射功率计量的量程能力扩展到了光子水平，为用光子数重新定义国际基本单位之一的“坎德拉（cd）”量值复现研究奠定重要基础。　　课题的研制成功，缩短了我国与国际发达国家之间在实现基于量子物理复现光辐射功率基准研究方面的差距；同时为研究量子信息、生物医学、空天探测器、天文物理、环境科学等领域中涉及到的光子探测技术提供了光子水平的计量技术保障。

（科技日报）在“普通的”量子纠缠中，两个粒子即使在空间上相隔遥远，彼此之间也有一种内在的联系。澳大利亚物理学家最近提出，只存在于时间上的量子纠缠也可能存在，而且还可以将这种类时纠缠转化为正常的类空纠缠。　　澳大利亚昆士兰大学物理学家·杰伊·奥尔森和提马斯·拉尔夫在他们论文中描述了如何用两个探测器将类时纠缠转化成类空纠缠，并探讨了用类时纠缠来进行“时间中远距传输”的可能性。　　奥尔森解释说：“基本上，一个在过去的探测器能‘捕获’某个处于过去量子场状态的信息，携带它及时赶赴未来——当它以光速运动时，这一信息会散逸到遥远的时空中去。当另一个处在同一空间位置的探测器捕获了处于未来场状态的信息，就能把这两个探测器相互比较，看看它们的状态是否发生了人们所熟知的普通纠缠——我们发现确实如此，它们应该是纠缠的。”　　他们提出了实验设想，利用类时纠缠作为一种资源，将一个量子态移动到未来，并称这一过程为“时间中的超距传输”。设想实验中用到两个量子比特探测器，一个被连接到过去场，另一个被连接到未来场。首先，由与过去连接的探测器操作一个量子比特，生成有关量子比特如何被探测到的信息。然后将这一量子比特传输到未来，基本上跳过中间时期。再把第一个探测器移开，把第二个跟未来连接的探测器放在第一个探测器的空间位置上。　　他们还强调，必须保证一种重要的对称时间相关性，实验才能有效进行。如果量子比特在零时刻被传输，第一台探测器在零时刻之前运行的时间必须和第二台探测器在零时刻之后开始运行的时间相同。比如，如果零时刻是12点整，第一台探测器在11点45分运行，第二台探测器必须等到12点15分才开始运行，这样才能获得纠缠。　　根据他们以前的研究经验，这种类时纠缠应该生成一种源自量子真空的新型热效应（量子真空被认为有多种热效应，包括至今尚未观察到的霍金辐射）。他们预测，用当前的技术观察新型热效应可能比其他的热效应更容易。这种用于提取和转化类时纠缠的实验程序能提供在真空时空中直接观察量子纠缠的新途径。　　“量子纠缠每天都能被观察到，”奥尔森说，“然而，在真空状态直接观察量子纠缠还是首次，量子纠缠将有可能作为一种资源用于量子技术。在物理学上，真空状态最接近‘空无一物’（没有普通粒子的状态），观察并利用真空中固有的纠缠作为一种技术资源，可能提供一种建造量子设备的方法，仅仅利用空闲的空间作为最基本的组成要素。”(常丽君)

为研究原子的纠缠态和自旋波等提供了便利条件科技日报 2012年04月21日 星期六 本报讯 据物理学家组织网4月19日报道，美国佐治亚理工学院的物理学家利用激光从超冷的铷原子气体云内激发单个原子，开发出了一种能快速、有效创建单光子的新方式，并有望应用于光量子信息处理之中。相关研究结果发表在当日出版的《科学快讯》（《科学》杂志快速在线版）上。 这套新的单光子系统为研究原子的纠缠态和自旋波等提供了“肥沃的土壤”。科研人员能相当高效地将里德伯激发转化为单光子，随时获取所需的状态，速度可比现有系统快近千倍。 里德伯原子是指一个价电子被激发到高量子态的高激发原子。其价电子离原子实很远，能级结构类似于氢原子。为了获取里德伯原子，研究人员利用激光照射数百个密集的铷87原子。它们都被激光所冷却，并被限制在光学晶格中。激光照射将使单个原子从铷原子气体云中转化为接近电离的里德伯态。原子处于这种高度激发的状态时，将在10微米至20微米的范围内，与其他里德伯原子发生强烈的相互作用。通过修改单个里德伯原子的能量水平并在其周围保有相应的空间，可阻止额外的原子被转化为里德伯态。 一旦高度激发的原子被制成，科学家便可利用额外的激光场将激发转化为具有同样统计属性的量子光场。由于场由单个里德伯原子生成，其只包含一个光子，这可被用于多种协议之中，对于量子信息系统等领域的研究也十分重要。研究人员表示，在首次实验中，生成的单光子的性能已超过了其他类型的单光子。随着效率和生产率的进一步提升，以及和“长寿的”量子存储器的融合，这一单光子来源或可实现光量子的信息处理。 下一步，研究团队将致力开发两个光场之间的光子量子闸。如若成功，将支持他们制成原子和光的复杂纠缠态，这将为量子网络和量子计算添加宝贵的性能。（张巍巍）

科技日报 2012年04月25日 星期三 本报讯（记者张巍巍）据物理学家组织网4月24日（北京时间）报道，维也纳大学量子光学和量子信息学院以及维也纳量子科学与技术中心的研究人员首次在实验中证明，有关两个粒子是否处于纠缠或分离的量子状态，或可由这些粒子被测量后和不再存在时来决定，从而实现对过去事件的模拟、操纵。相关研究结果将发表在最新一期的《自然—物理学》杂志上。 作为奥地利理论物理学家和量子力学的奠基人之一，埃尔温·薛定谔曾表示纠缠是量子力学的特殊性质，其也是新兴的量子密码学和量子计算等量子信息技术的关键资源。 纠缠的粒子所表现出的相关性，比经典物理学定律所允许的更强大也更复杂。如果两个粒子处于纠缠的量子态，它们就能完全地定义共同属性，并以损失自己的个体特性为代价。这就像两个原本没有方向的骰子，在处于纠缠态时，它们将随机显示出同样的朝向；相反，如果它们处于分离的量子态时，其中每一个都将显示出自己明确的朝向，因为每个粒子都有自己的特性。通常，我们会认为无论骰子是否纠缠，量子态的性质至少应是现实的客观事实，物理学家安东·塞林格教授所带领的研究团队现在却可在实验中证明，情况并非一直如此。 他们实现了名为“延迟选择纠缠交换”的“思想实验”，这项实验由亚瑟·佩雷斯于2000年提出。在实验中，两对纠缠的光子可被生成，每对中的一个光子将被发送至“维克多”一方。剩下的两个光子，一个被发送至“爱丽丝”处，一个被发送至“鲍勃”处。“维克多”现在能在两种测量中选择，如果他决定以被迫的纠缠态方式测量自己的两个光子，随后“爱丽丝”和“鲍勃”的光子对也将变为纠缠态；如果“维克多”选择单独测量自己的每一个粒子，“爱丽丝”和“鲍勃”的光子对也将以分离态收尾。 而现在的量子光学技术能支持研究团队推迟“维克多”的选择和测量，并以“爱丽丝”和“鲍勃”对于自身光子的行为作为参考。此次研究的主要作者马晓松（音译）解释说，借助高速的可调谐双态分析器和量子随机数生成器，无论“爱丽丝”和“鲍勃”的光子是否处于纠缠态并显示出量子关联，或是处于分离态并显示出传统关联，都可以在它们被测量后再做出决定。 根据爱因斯坦的名言，量子纠缠效应将呈现出“鬼魅似的远距作用”。而这一实验又向前迈进了一步，依照传统的观念，量子力学甚至可模拟对过去事件的未来影响，实现量子对于过去的“操纵”。 总编辑圈点： 和我们熟悉的宏观世界相比，无论是那只著名的薛定谔猫，还是两个相距遥远却存在“心灵感应”的粒子，量子世界的种种现象（假设）总是容易颠覆一些人们既定的认识。本文的研究看似很复杂，但说不定反而更容易让人理解——特别是对于那些福尔摩斯和波洛的拥趸，以及穿越剧的粉丝们。不过，相较而言，量子纠缠对过去事件的再现应该更加类似于神探对犯罪现场的精准还原，而远没有穿越剧的编剧、导演肆意派一位现代人改变历史那般厉害。

“非常重要的原理性实验，一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验”——获得《自然》杂志审稿人如此好评的，是该杂志在量子信息领域首篇以中国为第一单位发表的论文。该论文在世界上首次成功实现了拓扑量子纠错，取得可扩展容错性量子计算领域的重大突破，为将来实现真正的量子计算打下了坚实基础。 论文由中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟及其同事陈宇翱、刘乃乐等，与澳大利亚、加拿大科学家合作完成，发表在23日出版的《自然》上。据潘建伟介绍，量子计算机由于其超越经典计算机极限的强大并行运算能力，成为科学家们梦寐以求的目标。但是，量子计算机与环境耦合而产生的各种噪声使计算产生各种错误。近年来，学术界提出了拓扑量子纠错这一全新概念，把量子态的拓扑性质应用于量子纠错过程中，使得可扩展容错性量子计算在现实条件下成为可能。 潘建伟团队创造性地发展了一套全新的实验技术，将双光子纠缠的亮度提高了4—5倍，八光子簇态的总效率至少提高了200倍。同时，研究人员还研制了一种特殊的滤除噪声的八光子干涉仪，以此观测到了具有拓扑性质的八光子簇态，并将此簇态作为量子计算的核心资源，实现了拓扑量子纠错。（记者 赵永新 蒋家平）

我来谈一下关于2012年诺贝尔物理奖的情况，题目叫做《量子调控新纪元》，这个物理奖和量子调控非常有关系。这个奖给了两位科学家，一位是法国的阿罗什，第二位是美国的瓦恩兰，诺贝尔奖对他们的评价是，在实验方法上的基础性突破，使得单量子操作和单量子测量成为可能。非常简短，但是非常中肯，关键词是实验方法，这个实验方法不是一般的实验，而是基础性的突破。 为了讲清究竟为什么给他们诺贝尔奖，他们的工作到底有多大的意义，我们要讲一下量子是什么，这样才能理解这个背景。我们知道，我们的世界叫经典世界，满足牛顿力学的经典物理，这个世界的特点就是确定性，轨道确定、位置确定。当微观到了一定尺度的时候，这个世界叫做量子世界，不再是确定的了，所以这两个世界规律不一样。而诺贝尔奖给了在量子世界做了一种基础性的实验方法的两名科学家。 量子世界到底有什么特点，为什么诺贝尔奖给了量子世界基础研究的方法呢？在经典世界的一个位置确定，如果有两条路，A和B，轨迹是确定的，要么选择其中一条。但是量子世界不一样，如果从这儿走到那儿，量子世界证明它是两条路同时走。所以量子世界很多是奇怪的，是不一样的，是概念性的。所以它遵从了一个定律，叫叠加原理。一个微观世界所允许的态，二是另外一个可以允许的态，所有允许的态加起来，那也是允许的，这叫叠加原理。这样一种状态的描述是量子世界的特点，也是基本的一个量，这个决定量子要调控什么？就是调控量子态，一旦调控了，量子的性质就不同，工作性质是瞄准微观世界的调控。但是怎么调控是一个新的领域。 我们分开讲单子量子调控的时限。法国的阿罗什做了什么工作？他在一个腔里面，把单个光子囚禁在光腔里，就是量子的操控。再把腔里放单个原子，使单个原子和光子相互作用，通过腔的损耗来调控他们俩的状态，所以他的实验是从这儿出发的。他构造了这样一个想法，来调控微观粒子的状态，这是他的起点。1996年，他已经调控到原子在一个光子作用下，原子会上下跳，光子好象来回跳舞。这证明光子是量子的，第一次用他发明的这个办法做出来。另外把里德堡原子和光子纠缠，用消相干的过程看原子状态发生的变化。在一个微波腔里面来一个受控位门，如果有一个光子、原子的位相是什么样，两个光子位相怎么样，所以实现光子数的态和原子的受控位门，这是量子计算的一个基本原件，他在这个实验上面演示出来了。 另外他做了介光原子和里德堡原子的纠缠。这是法国科学家所做的主要工作。美国的科学家叫做瓦恩兰，他做的工作是离子，把单个离子囚禁在一个阱里面，再把它冷却到非常低的温度，用激光操控离子的状态，所以他们两个都是单一量子体系的操控和测量，但一个是原子一个是量子。首次实验设备让两个离子纠缠起来，这是他的操控，两个离子纠缠在一起，最后扩充到四个离子纠缠。证明这个办法可以让更多离子纠缠，导致量子计算的产生，这是他们所做的前期工作。后来把单离子的量子操控门做出来，实现远程离子之间的传送。在以前人们是用光子把一个量子信息从一个地方传到另一个地方，但是光子不传过去叫做量子隐型传态，这个传态是幽灵般的操控，在实验上做成了，它的任务是用离子的办法来做，这是2004年的工作。 他的工作最重要的应用是时间标准，这个时间标准非常重要，大家都知道。从1950年开始，10的10次方，越来越高。到了1995年左右，用光学的办法把原子冷却，用单一的离子精度可以更高，他们用量子纠缠，2005年把两个离子，一个离子做平均标准，另外一个离子和他纠缠，操控单个离子，然后测量另一个离子使精度提高到10的负8次方，这些工作是他们两个最大的贡献，最早期两个单一离子操作，使的整个量子调控成为可能。这是它的意义。我们的工作和法国的有点关系，下面的PPT是我2003年写的，那时候申报国家自然基金二等奖，我把其中的内容给摘下来了。我们做的工作是：做量子计算机，单个原子和单个光子纠缠，碰到的困难是腔有损耗，呆不住，如果要呆住，腔要做得非常好，但当时的技术根本做不出来，所以这个方案虽然很理想，但是往下做不下去。我们提了一个新的方案，我们用两个原子，非共振，我们算出来不需要这个腔非常好，现在的腔就可以做出来，这是理论的方案。一年之后，我们证明了我们这个方案还可以做两个原子纠缠，可以做受控非门，可以做量子隐形传态，我们把它的信息功能从里面算出来，这篇文章到现在已经引用600多次。第一个在实验上做出来的就是阿罗什，就是得诺贝尔奖的阿罗什。他做出来以后给我发了E-mail，我第一次知道有人做我们的实验，他说我们在实验上验证了你们的理论，所以他成功地做了这个工作。他的文章摘要上首先说，我们将报道，按照郑和郭所提出的方案，做出来两个原子的纠缠，这个方案有主观性，可以做很多信息的功能。这是诺贝尔奖解读的大概情况。这个领域已经发展得非常快，当然现在的技术已经超过当初的技术，但是起点是他们。我们现在关注的不是单个，而是多个离子的纠缠，比如两个腔怎么连在一起，这是将来要做的。有各种各样腔的办法，还有光学腔，物体腔，超导腔也在做。现在做量子计算机，实际上就是芯片，把很多离子纠缠在一起，分到各个区里面，如果这个能实现，量子计算机有希望从这儿走。所以他们两个的工作就是开创了这样一个领域，最原始的实验。这是我要介绍的。谢谢大家。

雷锋网快讯，中国科学院5月3日在上海举行新闻发布会，对外宣布世界首台10比特光量子计算机研发成功。[align=center][img]http://p0.ifengimg.com/pmop/2017/0503/5C93BAFAD9CC234398C76294158143B49BF42BF4_size38_w600_h450.jpeg[/img][/align][align=center]图为发布会现场[/align]这项世界领先的量子计算机来自于中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，并联合浙江大学王浩华教授研究组一同攻关。这台具有10个量子位的光量子计算机克服了以往同类型量子计算机的量子位数目受限和低采样率的问题，计算机采用的架构还具有继续增加量子位数目和提高采样率的能力。今天在上海，世界首台超越早期经典计算机的量子计算机宣告问世。在光学体系上，该研究团队在2016年已实现国际最高水平的十光子纠缠操纵。今年，在这一基础上，又利用我国自主研发的高品质量子点单光子源构建了世界首台在性能上能够超越早期经典计算机的单光子量子计算机，通过发展全局纠缠操作，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的纠缠和完整的测量。最新实验测试表明，该原型机的“玻色取样”速度比国际同行之前所有类似的实验加快至少24000倍，比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10-100倍。[align=center][img]http://p0.ifengimg.com/pmop/2017/0503/57549A27AA08E359E8008616BDA8057B2DD08C7C_size79_w600_h402.jpeg[/img][/align][align=center]图为光量子实验室照片[/align]业内进展方面，D-Wave已于2017年发布了具有2000个量子位的量子退火计算机2000Q。但由于D-Wave这一类型的计算机只能执行“量子退火”一种算法，它的应用受到限制，即便业内也对D-Wave是否是真正的量子计算机有诸多争议。MIT于2016年制造出了具有5个量子位的原子阱量子计算机，并成功用Shor算法进行了因数分解实验。谷歌也于2016年7月表明了自己要建立世界上第一台超高性能量子计算机的愿景，不过目前还未看到后续进展。目前的量子计算机还不能完成传统计算机所能完成的各种任务。存储和计算原理不同，传统计算机的每一位只能传输“0”或“1”中的某一个，而量子计算机可以传输和计算“0”或“1”的叠加态，然后对同样处在“0”或“1”叠加态的结果进行测量，以一定概率的概率得到结果，并配合反复测量，得到传统的非叠加态结果。但某一些特定的运算，利用量子计算机的计算特点可以很快解决，比如对大数进行因子分解的Shor算法（可以用于破解传统计算机加密）、量子退火算法（对复杂优化问题进行最值求解）、Grover量子搜索算法（在很大的集合中寻找指定的元素），传统计算机进行类似的计算，所需时间与任务复杂度成几何级数增加，甚至几乎不能计算，但量子计算机所需的时间仅仅是线性增加而已。[url=http://www.ifeng.com/][img]http://p2.ifengimg.com/a/2016/0810/204c433878d5cf9size1_w16_h16.png[/img][/url]

2012年11月08日 07:17 新浪科技 http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/1108/U7917P2DT20121108071456.jpg　　上面的想象图演示的是单光子穿过干涉仪时的情景，干涉仪的输出端装有量子分光镜。图中远处可以看到正弦振荡的波形，表示的是单光子干涉，是一种波动现象。而在图片近处，观察不到振荡，说明只表现出粒子的特性。在两种极端之间，单光子的行为连续不断地从波的形式向粒子形式转变，图中显示了这两种状态的重叠。http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/1108/U7917P2DT20121108071520.jpg　　受艺术家毛里茨·科内利斯·埃舍尔作品的启发绘制的艺术图，显示了光在粒子态和波形态之间的连续变化。http://i3.sinaimg.cn/IT/2012/1108/U7917P2DT20121108071529.jpg　　受艺术家毛里茨·科内利斯·埃舍尔作品的启发绘制的艺术图，显示了光在粒子态和波形态之间的连续变化。 http://i1.sinaimg.cn/IT/2012/1108/U7917P2DT20121108071536.jpg阿尔贝托·佩鲁佐(左)和彼得·夏伯特(右)，研究论文的并列第一作者。http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/1108/U7917P2DT20121108071555.jpg　　实验中用以检测波粒二象性的量子光子芯片。单光子通过光纤进入环路，在输出端被极其敏感的探测器检测到。　　新浪科技讯 北京时间11月8日消息，长久以来，人们都知道光既可以表现出粒子的形式，也可以呈现波动的特征，这取决于光子实验测定时的方法。但就在不久之前，光还从未同时表现出这两种状态。　　关于光是粒子还是波的争论由来已久，甚至可以追溯到科学最初萌芽的时候。艾萨克·牛顿提出了光的粒子理论，而詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的电磁学理论认为光是一种波。到了1905年，争论出现了戏剧性的变化。爱因斯坦提出光是由称为“光子”的粒子组成，借此解释了光电效应。他也因此获得了诺贝尔物理学奖。光电效应的发现对物理学影响深远，并为后来量子力学的发展作出了重大贡献。　　量子力学在对微小粒子，如原子和光子的行为预测上，具有惊人的准确性。然而，这些预测非常违反直觉。比如，量子理论认为类似光子的粒子可以同时在不同的地方出现，甚至是同时在无穷多的地方出现，就像波的行为一样。这种被称为“波粒二象性”的概念，也适用于所有的亚原子粒子，如电子、夸克甚至希格斯玻色子等。波粒二象性是量子力学理论系统的基础，诺贝尔奖获得者理查德·费曼将其称为“量子力学中一个真正的奥秘”。　　刊于《科学》杂志上的两组独立研究，利用不同的方法对光从波形态向粒子态的转变进行了测定，以揭示光的本质面貌。两组研究都来源于理论物理学家约翰·惠勒于上个世纪80年代进行的经典实验。惠勒的实验提出，观察光子时应用的方法，将最终决定光子的行为是像粒子还是像波。　　阿尔贝托·佩鲁(Alberto Peruzzo)佐是布里斯托大学量子光子学中心的研究员，在他的带领下，一个由物理学家和量子理论物理学家组成的团队根据惠勒的实验设计了新的方法，以同时观测光的粒子性和波动性。他们利用光分离器使一个光子纠缠另一个光子。通过对第二个光子的测定，来决定对第一个光子的测定方法。这一过程使研究者得以探索光从波的形式向粒子态转变的过程。　　“这种测量装置检测到强烈的非定域性，证实了实验中光子同时表现得既像一种波又像粒子，”佩鲁佐说，“这对光或者是波形态，或者是粒子态的模型是非常有力的反驳。”　　量子光子学中心的主管杰里米·奥布莱恩(Jeremy O’Brien)说：“为了进行这项研究，我们使用了一项新颖的量子光子芯片技术。这种芯片具有可重构性，即它可以根据不同的电子环路来进行编程和操控。这项技术在今天的量子计算机研究中处于十分领先的地位，而在未来，它还将带来更多有关量子力学尖端研究的重要成果。”　　尼斯大学国家科学研究中心的弗洛里安·凯瑟(Florian Kaiser)利用纠缠光子对实现了惠勒的实验。一个光子通过干涉仪被探测到，使研究者能够测定第二个光子的状态，是像波的形式还是粒子形式，或者是二者之间。他们的实验也实现了光子从波的形式向粒子状态的连续转变。(任天)

内容：一、在理想情况下利用EPR态进行远程态制备，二、在噪声情况下利用EPR态进行远程态制备。

中国科技网讯（记者陈磊）记者从科技部基础研究管理中心获悉，2012年度“中国科学十大进展”日前揭晓，神舟九号和天宫一号对接、大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡模式等基础研究成果榜上有名。 2012年度“中国科学十大进展”是：神舟九号和天宫一号成功实现载人交会对接；可扩展量子信息处理取得系列重要进展；阐明二叠—三叠纪之交生物大灭绝及其复苏模式和原因；大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡模式；揭示两种天然产物靶向特异蛋白治疗白血病的机制；证实单倍体孤雄干细胞具有可替代精子和快速传递基因修饰的能力；生态学试验证实Bt转基因棉花种植可促进对害虫的生物控制；解析出TAL效应蛋白特异性识别DNA的结构基础；揭示营养匮乏引发细胞自噬的分子机制；发现利用倒置结构可提高聚合物太阳能电池的能量转换效率。 该评选活动由科技部基础研究管理中心会同《科技导报》编辑部、《中国科学院院刊》编辑部、《中国科学基金》编辑部和《中国基础科学》编辑部共同举办。评选程序分为推荐、初评、函评和发布4个环节。最终结果由中国科学院院士、中国工程院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家投票选出。 《科技日报》（2013-03-09 三版） http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b44204.jpg▲神舟九号和天宫一号成功实现载人交会对接http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b44205.jpg▲拓扑量子纠错原理http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b44306.jpg▲实现百公里自由空间量子纠缠分发http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b44307.jpg▲大亚湾中微子实验站http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b44308.jpgBt棉花种植促进害虫生物控制http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b44309.jpg通过孤雄单倍体胚胎干细胞获得的转基因小鼠http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130309/50b7c34a1a5812a4b4430a.jpgTAL效应蛋白dHax3的高分辨率晶体结构 1.神舟九号和天宫一号成功实现载人交会对接 北京时间2012年6月18日14时14分，神舟九号载人飞船与天宫一号目标飞行器成功对接，航天员景海鹏、刘旺与我国首位女航天员刘洋首次成功访问在轨飞行器。6月24日，在航天员刘旺的操纵下，神舟九号飞船与天宫一号顺利对接，圆满完成我国首次手控交会对接任务。这标志着我国具备了向在轨航天器可靠地往返运送人员和物资的能力，使我国成为世界上第三个独立掌握载人空间交会对接技术的国家，对我国航天科技事业的发展具有极大的促进和推动作用。 2.可扩展量子信息处理取得系列重要进展 实现实用化量子计算和远距离量子通信的关键是，通过发展多粒子量子系统相干操纵技术实现可扩展的量子信息处理。中国科学技术大学潘建伟研究小组，利用自主发展的高亮度、高纯度量子纠缠源技术，在国际上首次实现了八光子薛定谔猫态。同时，他们利用八光子纠缠簇态，在国际上首次实验实现了拓扑量子纠错，证明拓扑编码可以显著减少量子比特错误率，显示了容错量子信息处理的强大能力。此外，潘建伟小组还发展了高精度时间同步技术，并与中国科学院上海技术物理研究所、光电技术研究所等单位合作发展了高精度光跟瞄技术。在上述核心技术的基础上，他们在国际上首次实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发，证明了借助卫星实现全球量子通信网络和开展大尺度基本物理问题检验的可行性。相关研究结果发表在《自然·光子学》（Nature Photonics）和《自然》（Nature）杂志上。 专家点评 中国科学院院士、中国科学院半导体研究所研究员李树深：要实现可拓展量子计算和量子通信仍面临诸多挑战，主要包括如何提升量子相干操纵和多粒子纠缠的数目、如何实现量子态的远距离传输等。针对这些重大挑战，潘建伟小组开展了系统性的研究工作，并于2012年取得一系列重要突破，受到国际学术界的广泛关注和高度评价，体现了我国量子信息研究领域日渐强大的国际竞争力。 3.阐明二叠-三叠纪之交生物大灭绝模式及其原因 地质历史时期发生了几次影响地球生命演化进程的重大生物事件，其中发生在约2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝是最具灾难性的一次灭绝事件，这次生物大灭绝以后地球生态系统历经近5百万年才得以复苏。确定这次事件发生的精确时间、速度和过程是探明其原因的关键。中国科学院南京地质古生物研究所沈树忠和王玥研究组与合作者, 在华南、西藏、西南等地开展了海洋和陆地生态系统二叠-三叠系界线剖面研究，建立了高分辨率化石生物地层以及十万年级高精度综合年代框架，并运用最新的CONOP化石生物多样性定量统计和多种地球化学指标分析，论证了此次生物集群灭绝事件的时空模式及其与古环境演变的关系。他们的研究表明，二叠-三叠纪之交生物大灭绝事件发生的时间约在252.28±0.08百万年前，其灭绝的整个过程不超过20万年。他们并通过中国海、陆相剖面的系统对比和碳循环模拟，认为二叠纪末由于大规模地下岩浆活动造成温室气体大规模快速释放以及与火山喷发等的共同作用，使得温室效应迅速加剧，这是最终导致整个地球海陆生态系统同时在极短时间内全面崩溃的主要原因。另一方面，中国地质大学（武汉）赖旭龙和孙亚东研究组与合作者，通过对华南地区二叠纪末至中三叠世的海相牙形石进行氧同位素分析，定量地构建了该时期赤道低纬度地区高精度古海水温度变化曲线，揭示了二叠-三叠纪之交发生的一次快速极热事件，并在此后近5百万年的时间内一直延续极端高温的过程。从而以实际数据证实了二叠纪末快速极热事件是导致这次生物大灭绝的原因，并且揭示持续高温抑制了赤道低纬度地区早三叠世生态系统的复苏。相关研究结果发表在《科学》（Science）杂志上。 专家点评 中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员戎嘉余：地史时期发生过多次生物大灭绝事件，以二叠纪末的最为惨烈，世界各国各领域科学家对此开展了广泛深入的探究。上述成果基于二叠-三叠系界线生物与年代地层框架和晚二叠—早三叠世牙形石氧同

为何长波是单光子吸收,而短波是多光子吸收?

2012年06月29日 来源： 中国科技网 作者： 常丽君 本报讯在 某些超导体中，运动电子的性质极为奇特。它们好像比真空中的自由电子重1000倍，但同时电子运动却是毫无阻力的。据物理学家组织网近日报道，美国普林斯顿大学领导的一项最新研究显示，产生这种现象是由于“量子纠缠”的过程，该过程决定了晶体中运动电子的质量。这一发现有助于人们理解超导性的成因，并有望在提高电网效率、加快计算速度等方面获得应用。相关论文发表在近日出版的《自然》杂志上。 将电子冷却到超低温形成某种固体物质时，这些极轻的粒子就会增加质量，好像变成了重粒。把它们冷却到接近绝对零度时，这种固体就有了超导性。其中的电子尽管很重，却能毫无阻力地流动，不会浪费任何电能。 研究小组还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）和加州大学欧文分校的科学家，他们利用专门设计的低温扫描隧道显微镜（STM）拍摄晶体中的电子波。晶体经过了处理，表面包含一些原子瑕疵。他们将温度降低到实验需要，观察到了电子波纹，这些波纹围绕着瑕疵之处扩散开来，就像在池塘里投入石头散开的涟漪。 “这是首次获得重电子形成的精确画面。在降低温度时，我们看到晶体中的运动电子演变成了更重的粒子。”领导该研究的普林斯顿大学物理学教授阿里·雅兹达尼说。他们通过直接拍摄的电子波图像，不仅看到了电子质量是怎样增加的，还看到了重电子是由两个纠缠电子构成的复合体。 他们还把实验观察和理论计算数据进行了对比，解释了电子为何会出现这种性质。由于量子纠缠，电子糅合两种截然相反的行为。在晶体中，重电子产生于两个行为相反的电子的纠缠，其中一个被困住绕着一个原子，而另一个在各个原子之间自由地跳跃。 研究人员解释说，量子力学原理控制着微小粒子的行为，形成了量子纠缠，这一过程决定了晶体中运动电子的质量。轻微调整这种纠缠，就能极大地改变材料的性质。而纠缠度是决定重电子形成和进一步冷却时行为表现的关键。调整晶体的成分或结构，就能调整纠缠度和电子重量。如果让电子太重，它们就会被冻成磁化状态，黏在每个原子旁边，以相同的方向自旋。但如果只是轻微调整，让电子获得合适的纠缠数量，这些重电子就会在冷却时变成超导体。“我们的研究证明了，只有当处在‘迟缓’和‘迅速’这两种行为的边界时，才能获得超导性。这是最有利于产生重电子超导性的条件。”雅兹达尼说。 许多磁性材料在它们的成分或晶体结构发生了微妙改变之后，变成了超导体。哈佛大学理论物理学家苏伯·萨奇戴伍说，该实验有助于揭开高温超导的秘密，理解这种磁性和超导性之间的转变，即量子临界点，有助于解释物质为何会具有超导性。（常丽君） 《科技日报》（2012-06-29 二版）

薛定谔在他1935年发表于《自然科学》的“量子力学现况”中不仅提出猫的佯谬，还提出了考生佯谬。现在提及该猫的本本汗牛充栋，而提及该考生的文章凤毛麟角。在文章的第5节中作为“原限于微观领域的不确定性转变到能直接观察分辨的宏观不确定性”的例子，提出了猫的一些“十分可笑情形”。很遗憾，薛定谔猫与量子纠缠常常被穿凿附会，以致一些量子力学专家玩起薛定谔猫态概念。真正与量子纠缠相关的是那个被考糊涂的小学生，而不是那只不死不活的猫。他从第10节才开始谈到“预言的纠缠”、“我们知识的纠缠”，即量子纠缠，而在13节中杜撰了一个不可思议的考生故事，形象地刻画了量子纠缠之谜。薛定谔同爱因斯坦一样，不信鬼魅般的远距作用，在12节中他写道：“在分离体系上的测量不能使其彼此互相直接影响，那是巫术”。薛定谔不会想到这种巫术竟能在二十世纪末“实验实现”。为减少从该文英译版转译可能出现的走样，现直接从德文原文摘译。考生故事如下：“让我们把注意力集中在用小写字母p[动量]，q[位置]表示的体系上，简称它为“小”体系。事情是这样明摆着的。要么关于q，要么关于p，我可以用直接测量向小体系提出一个问题。在做这件事以前，如果我愿意，我可以在完全分离的另一个体系（我们将把它理解为辅助仪器）上通过测量获得此问题的答案，或者有一个以后办理的意图。我的小体系像参加考试的小学生，不可能知道我是否做过这件事和关于哪一个问题，或我是否以后打算去做和关于哪一个。从多次预试，我知道这个小学生将总能正确回答我向他提出的第一个问题。因此得出结论，不管哪个问题，他都知道答案。对我喜欢向他提的第一个问题的回答使这个学生如此困倦或迷茫以致其它的的回答无意义可言，这个事实丝毫不改变上述结论。如果数千来历相同的小学生都是这样，没有校长会做出其它判断，然而他也可能大为惊讶，什么事情使得所有考生在回答第一个问题以后变得那样痴呆或执拗。他不会想到，他的，那位教师的，查阅一本教科书早使学生想起了那个正确的答案，或者甚至于，教师只是乐意在那学生做完后面的回答才去查阅教科书，此时校长不会想到学生的回答已经对那笔记本上的题解文字做了有利于学生的改变。可见我的小体系对q-问题和p问题握有十分确定的答案，准备好应对人们直接向他提出第一个问题。假如我也许在辅助体系上测量那个Q[位置]，这个已就绪的准备也丝毫不会改变（形象比喻：假如那位教师在他的笔记本中找一下两个问题中的一个，就用墨渍毁掉上面有另一答案的那一页）。量子力学主张，在那个辅助体系上测Q之后，我的小体系就获得一个psi-函数，其中“q是完全分明的，但p是完全不确定的”。然而的确如讲过的，我的小体系对那个p-问题已准备好十分确定的答案，这个事实是丝毫改变不了的，更确切地说，答案一如从前。”对于量子力学创始人编写的这个经典故事，希望有更好的译文出来。至于故事的含意和意义，还极少有人关心，值得发起讨论和争论，以明量子纠缠的真相。（摘译者：王国文，北京大学物理学院，2008年7月5日）附：薛定谔“量子力学现况”英译版下载地址：http://www.tu-harburg.de/rzt/rzt/it/QM/cat.html

2013年02月08日 来源： 中国科学报 作者： 蒋家平 2月4日，英国《自然》子刊《自然—纳米技术》以长文形式，发表了中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等人关于量子点脉冲共振荧光确定性高品质单光子源的研究工作。这是我国量子点光学量子调控领域发表在《自然》系列期刊上的第一篇论文。 量子点是一种通过分子束外延方法制备的纳米晶体，又被称为“人造原子”，可以为量子保密通信和光学量子计算提供理想的单光子源。此前，美国加州大学、斯坦福大学和英国剑桥大学等研究组实现了基于非共振激发量子点产生的单光子源。然而，由于单光子发射时间抖动、激子退相干等，不可避免地引起光子品质下降，光子全同性只能达到70%左右，无法进一步应用于可扩展量子信息处理。 要发展能够真正实用化的光量子信息技术，关键技术之一是实现确定性的高品质单光子源。为此，微尺度物质科学国家实验室的潘建伟、陆朝阳等在国际上首次发展了一套新颖的量子点脉冲共振光学激发、多重滤波技术，显著消除了消相干效应，解决了单光子源的确定性和高品质这两个基本问题。 实验产生的单光子源信噪比超过300：1，二阶关联函数小于1.5%，光子全同性优于97%，这些技术指标使得中国在这一领域的研究跻身世界前列，为可扩展光学量子计算和基于自旋的固态量子网络的实现奠定了基础。审稿人称赞这是一个“令人惊喜的高质量实验”。（记者蒋家平）

量子纠缠发生激光器，晶体有什么要求

基础研究 　　美 国　　高能物理、宇宙反物质和暗物质研究有新成果，微观控制获突破，单光子实现波长转换，“国家点火装置”点火演练，发现部分超重元素的6种同位素。　　毛黎（本报驻美国记者）2010年1月，东北大学宣布，由数百万条超材料纳米线阵列制成的新型纳米镜头可以同时利用普通光波和“易逝”光波来构建图像，打破了衍射极限，获得了现有技术无法达到的超高分辨率成像。　　2月，相对论重离子对撞加速器（RHIC）在实验室创造出了超出太阳中心温度25万倍（约达4万亿摄氏度）的超高温度环境，该研究为探索宇宙成因提供了重要线索。　　3月，美国相对论重离子对撞机完成的实验显示，在本应遵循宇称守恒现象的庞大磁场中，科学家探测到了宇称不守恒现象，这使得该定律受到挑战。　　加州大学发明可将光脉冲快速转化成电子信号后返回脉冲的新型设备，其可应用于超快速、高容量的通讯系统。　　科学家首次成功地将人眼可见的物体置于量子状态，即让它处于动和不动的叠加状态，这表明量子力学的原理不但适用于原子，也适用于宏观物体。　　4月，科学家利用超级计算机成功计算出了3个最轻的夸克——上夸克、下夸克和奇异夸克的质量，误差幅度从10倍至20倍降低到了百分之几，但夸克为何拥有质量仍是未解之谜。　　美国国家航空航天局（NASA）对约50万个变形星系进行深入研究后发现，这些变形星系为宇宙的加速膨胀提供了确切证据，证实了爱因斯坦的广义相对论。　　5月，费米国家实验室仔细分析了Tevatron加速器实验获得的质子和反质子碰撞数据后发现，B介子衰变产生的μ介子对比反μ介子对多1%，这将有助于解释为何宇宙间充斥着物质而不是反物质。　　加州大学天文学家在距地球4亿光年之处发现了巨大的星系际气体储存槽，其温热星系际物质每立方米约含有6个质子。证据显示这些弥漫之物正是科学家不断寻找的宇宙丢失物质。　　密歇根大学实现了更加理想的由相干激光束组成的里德伯原子阱，其在量子信息处理或高精度光谱学方面优于其他原子阱。　　加州大学首次记录并量化了光合作用中的量子纠缠。实验表明，量子纠缠能够在一个生物系统中存在并且持续一段时间，且温度对纠缠程度的影响微乎其微。　　基本的双极晶体管都适用基尔霍夫电流定律，即所有流进的电能必须全部流出，但伊利诺伊大学称，因获得三端口晶体管激光器而修正了基尔霍夫定律。　　德克萨斯首次观测到了布朗运动中单个粒子运动的瞬时速度，证明了能量均分定理适用于布朗粒子。爱因斯坦百年前关于此事不可能完成的预言遭遇挑战。　　6月，美国和加拿大科学家称，获得了电子通过由铀、钌和硅组成的URu2Si2晶体时明显变“重”的首幅照片，新研究为了解重费米子的特性和功能提供了方法，对于研发新的高温超导物质意义重大。　　科学家首次在室温条件让有机半导体材料受电磁激子作用产生激光，该研究或有助于研发可用于通讯和量子计算等领域的更加高效、灵活的激光器。　　7月，纽约州立大学将一类高温超导体内电子状态与棒状聚合物进行了比较，推断“赝能隙”实际上是某类超导物质的另一个相位，找到了解开高温超导领域“赝能隙”现象的关　　键“钥匙”。　　洛斯阿拉莫斯实验室首次成功获得一种罕见的铀氮分子合成物，其末端上铀原子仅与一个氮原子结合，这一特性为该分子今后用作核燃料时找到了安全的储存方式，也为铀燃料使用后的废物处理提供了途径。　　马里兰大学使用其研发的独特的金属/半导体混合纳米设备，在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了量子比特自旋的完全控制。　　9月，耶鲁大学利用激光把氟化锶（SrF）分子冷冻到仅有几百微开氏度，超冷分子有助于科学家研究量子力学的化学属性。

我听说质子和光子的主要区别之一是：质子在空气中没有散射，而光子有散射，有人知道是不是这样？

中国科技网讯 受光子放大和光子在室内被物体和墙壁反弹现象的启发，美国麻省理工学院、哈佛大学、威斯康星大学和莱斯大学的科学家利用先进的光学系统追踪反弹的光子，从而能够“看到”隐藏在屋内拐角处无法直接看到的物体。该技术在未来有望成为减灾和无损生物医学成像的无价之宝。 麻省理工大学研究生奥特克莱斯特·古普塔表示，当光子从墙上反弹并射在室内拐角处暗藏物体上被反射回来时，利用光子环绕和反弹的时间数据，他们能够获取有关物体几何形状的信息。 先进光学系统主要由超快激光器和两维超快扫描照相机组成，它们的工作频率可达每秒万亿次。科学家用它们能在1秒钟内拍摄数10亿张图像，通过分析反弹光子的运动状况“看到”室内拐角处的物体。 超快扫描照相机与其他照相机不同，它是根据光子进入照相机的时间来成像。古普塔说，这样的成像方式为人们提供了了解光子需要多长时间被反弹回来的良好途径。如果在拐角处存在某种物体的话，光子返回得越快则进入超快扫描照相机的时间就越早。他们用超快扫描照相机捕捉和计算光子数，每张图像上有3个或更少的光子。通过快速大量的成像来生产扫描图像，帮助他们决定光子传输的距离（以厘米计算）。当数据收集完成后，他们便能了解拐角处暗藏物体的基本几何形状和3维成像。 新的成像技术具有众多潜在的应用，其中包括在救灾方面的应用。古普塔认为，如果有房屋倒塌，新技术能够帮助救灾人员知道废墟内是否有人存在。事实上，新技术几乎适用于各种各样的灾害现场，特别是需要了解内部具体情况以及角落处是否有人的火灾，火灾的危险程度以及有害环境，由此人们不会冒险派人进入燃烧的房屋内，新技术可以极大地减少救灾人员可能面对的威胁。 此外，新技术十分有望被用作无损或非侵害生物医学成像，帮助医生掌握病人皮下组织的情况。这是科学家目前要着手研究的课题。古普塔表示，根据典型的时间表，研发展示到产品推出，新技术商业化需要5年至10年的时间。（驻美国记者 毛黎） 《科技日报》（2012-08-17 二版）

2012年08月14日 来源： 新华网 作者： 徐海涛 我国科学家潘建伟等人近期在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定技术基础。国际权威学术期刊《自然》杂志8月9日重点介绍了该成果。 量子信息因其传输高效和绝对安全等特点，被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究，并成为全球物理学研究的前沿与焦点领域。基于我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域的系列前沿性突破，中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项，力争在2015年左右发射全球首颗“量子通讯卫星”。 中国科学技术大学教授潘建伟、彭承志、陈宇翱等人，与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成联合团队，于2011年10月在青海湖首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发。实验证明，无论是从地面指向卫星的上行量子隐形传态，还是卫星指向两个地面站的下行双通道量子纠缠分发均可行，为基于卫星的广域量子通信和大尺度量子力学原理检验奠定了技术基础。 “在高损耗的地面成功传输100公里，意味着在低损耗的太空传输距离将能达到1000公里以上，基本上解决了量子通讯卫星的远距离信息传输问题。”研究组成员彭承志介绍说，量子通讯卫星核心技术的突破，也表明未来构建全球量子通信网络具备技术可行性。 8月9日，国际权威学术期刊《自然》杂志重点介绍了这一成果，代表其获得了国际学术界的普遍认可。《自然》杂志称其“有望成为远距离量子通信的里程碑”、“通向全球化量子网络”，欧洲物理学会网站、美国《科学新闻》杂志等也进行了专题报道。

羊毛的缩绒性产生原因（1）纤维本身原因（或称内因）羊毛表皮是鳞片层，由于鳞片存在，使逆鳞片方向的摩擦系数大于顺鳞片方向的摩擦系数，称为定向摩擦效应。羊毛纤维具有良好的伸长能力、弹性回复性、天然卷曲使纤维易于纠缠。（2）在湿热或化学试剂条件下，如同时加以反复摩擦挤压，由于定向摩擦效应，使纤维保持指根性运动，纤维纠缠按一定方向慢慢蠕动穿插。羊毛纤维啮合成毡，羊毛织物收缩紧密。利用羊毛缩绒性可以织制丰厚柔软、保暖性好的织物；但缩绒性影响洗涤后的尺寸稳定性，并对织纹要求清晰的薄型织物不利。缩绒性大小与羊毛品质、外界条件（湿热、机械外力）有关

原吸一个光子从低能态到高能态，然后马上再放出这个光子从高能态到低能态吗？

科学界认为，量子通信具有远远超过传统光纤网络的优势，但由于量子的不稳定性，目前还无法做到使其在网络中长时间传输。据美国科学杂志近日报道，加拿大和德国科学家日前在超低温环境下成功制造出了一种量子记忆体，这对于量子的稳定传输具有重大意义。此项研究由加拿大卡尔加里大学和德国帕德博恩大学的研究人员联合展开。科学家发现，在具有量子纠缠现象的光量子之间，即使相隔相当遥远的距离它们仍保持有特别的关联性，即当其中一颗光量子因被操纵(例如量子测量)而状态发生变化时，另一颗也会即刻发生相应的变化。与光纤网络相似，通过纠缠态粒子在量子网络上传输的信息需要“住”的地方以进行复杂计算或构建高尖端网络，就像电脑内存一样。研究人员使用一种掺杂稀土离子并冷冻至华氏-454度(约-270摄氏度)的铌酸锂晶体，成功实现了存储和再现纠缠态光量子，也就是说，他们已经制造出了一种量子记忆体。研究人员表示，虽然和我们传统的电脑及网络功能的复杂性相比，这种存储和再现单个光量子的能力看上去还相当简陋，但这确实是实现不会泄密的通信系统以及建造超高速高能量子计算机之路上的首个巨大进步。