薛定谔的蚂蚁窝:科学家在肉眼可见的晶体中发现量子纠缠现象
作者: aeks | 发布时间: 2026-07-08 12:02 | 更新时间: 2026-07-08 12:02
学科分类: 材料科学与工程 物理学 电子科学与技术 计算机科学与技术
薛定谔的蚂蚁窝:科学家在肉眼可见的晶体中发现量子纠缠现象
维也纳工业大学(TU Wien)的研究团队通过实验首次证实:一块肉眼可见、约一厘米大小的奇异金属晶体(由铈、钯、硅构成)内部存在显著的多体量子纠缠。他们没有像传统思路那样试图让整个晶体处于量子叠加态(如‘薛定谔的猫’),而是聚焦于晶体内部大量粒子是否以高度协同的方式彼此纠缠——类似蚁群受扰时整座蚁丘共同响应,而非单只蚂蚁各自行动。研究采用量子信息科学中的‘量子费希尔信息’(Quantum Fisher Information)这一理论工具进行分析:该方法能通过测量材料对外界微小扰动(如中子轰击)的敏感程度,间接但可靠地判断系统中纠缠的程度。实验在法国格勒诺布尔的劳厄-朗之万研究所(ILL)完成,博士生费德里科·马扎用中子照射晶体并采集响应信号;数据分析表明,其响应无法用独立粒子模型解释,而必须假设有至少9个量子实体组成纠缠集团协同作用。这一发现为长期困扰物理学界的‘奇异金属之谜’提供了关键线索——这类材料(包括高温超导体)之所以表现出极低电流噪声等反常特性,很可能正源于粒子间的强纠缠所导致的集体行为抑制了涨落。乌尔姆大学理论物理学家法赫尔·阿萨德指出,这不是某个材料的特例,而是一种普适物理原理:强纠缠直接导致奇异金属的独特物性。更重要的是,该工作成功将量子信息方法引入宏观固体研究,开辟了新路径;未来团队还将反向探索:能否利用奇异金属本身的强纠缠特性,开发出更高精度的量子传感与计量技术。