《自然》：量子信息傳輸速度可超越光速

圖片說明：信息傳播可以快過光速嗎？（圖片來源：PUNCHSTOCK）這可能是愛因斯坦一生中為數不多的錯誤之一。大約60年前，這位偉大的物理學家對事物的行進速度可以超過光速的想法嗤之以鼻，儘管量子力學表明確實可能存在這種情況。眼下，5位瑞士科學家成功驗證了所謂的「遙遠的鬼魅行為」（spooky action at a distance，愛因斯坦批判上述想法的用語）。研究人員發現，即使將兩個糾纏態亞原子粒子分隔宇宙距離，它們之間的通信也幾乎是即刻的（0時間）。相關論文發表在8月14日的《自然》雜誌上。根據量子力學理論的描述，兩個處於糾纏態的粒子無論相距多遠，都能「感知」和影響對方的狀態。幾十年來，物理學家試圖驗證這種神奇特性是否真實，以及決定它的幕後原因。在最新研究中，瑞士日內瓦大學的物理學家Nicolas Gisin和同事將一對糾纏態光子分離，並通過兩根光纖，將二者分別從校園發送到相距18公里的兩個村莊。沿途光子會經過特殊設計的探測器，因此研究人員能夠隨時確定它們從出發到終點的「顏色」。

圖片說明：實驗中，兩個同源糾纏光子被發送到兩個相距18公里的瑞士村莊。（圖片來源：NASA）實驗揭示出兩個事實：首先，兩個光子的物理性質在途中一致地改變，正如量子理論預測的那樣，一個變紅，另一個同樣變紅。其次，這兩個光子的屬性改變沒有可探測到的時間差，就好像有一個假想的「交警」同時給它們發信號一樣。因此，兩個光子間不可能是依賴通常的信息交流形式來溝通的。該研究結果表明，無論影響光子的是什麼因素，這種影響都幾乎是同時發生的。根據研究人員的計算，這種影響因素起作用的速度必須要比光速快至少1萬倍。考慮到宇宙時空中愛因斯坦的標準速度限制，新研究表明，控制量子糾纏態的一定是超越時空的因素。Gisin表示，一旦科學界「接受了自然界擁有這種能力（的看法），我們將試圖創造一些模型來解釋它」。美國賓州州立大學的理論物理學家Martin Bojowald表示，儘管此次的研究並沒有直接證實「遙遠的鬼魅行為」，但它找到了這種現象所需要的「更低的速度邊界」。美國加州理工學院的宇宙學家Sean Carroll說，「這是到目前為止又一個表明量子力學正確性的實驗。糾纏粒子間確實擁有一種內在的聯繫，而不是二者間某種信號的快速傳遞。」英國倫敦帝國理工學院的理論學家Terence Rudolph想得更遠，他認為新研究還表明，人類為自我生存的三維空間和一維時間賦予了不恰當的重要性。而英國達特默斯學院的物理學家Lorenza Viola指出，還有更多的事實需要確定。「我相信人們一定會繼續弄清糾纏態量子效應到底是什麼，以及它們有多強大。」（科學網 任霄鵬/編譯）
推薦閱讀：