固体内部量子纠缠获可靠测量
量子纠缠示意图，展示微观粒子间的强关联状态。图片来源：英国《新科学家》网站
据英国《新科学家》杂志网站近日报道，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家历经5年攻关，开发出一种基于中子散射的新技术，首次实现了对固体内部潜藏量子纠缠的清晰、可靠测量。这一突破有望为量子技术与基础物理学发展注入新动能。相关论文已在美国科罗拉多州丹佛市举办的全球物理峰会上发表。
此次突破源于一种巧妙的中子探测方案。团队以中子束轰击样品，并精密记录散射后的中子信号。早在上世纪50年代，科学家便已知晓，中子的散射特性可反推材料内部量子态的排布规律和行为。团队用收集到的中子数据来计算量子费舍尔信息（QFI），该数值可精准推算出为使中子产生可观测的响应，材料内部至少需有多少粒子处于纠缠状态。
为验证该方法的可靠性，团队选取了多种磁性材料进行测试，其中包括一种已被深入研究的钾、铜、氟化合物晶体。实验数据与该晶体的量子力学模拟结果比对显示，两者曲线高度吻合。
团队表示，尽管此前已有科学家尝试将QFI等参数作为“量子纠缠的见证者”，但新方法首次将其转化为一套清晰、可靠且普适的测量标准，这使研究者能广泛探索各类物质体系，其中不乏有望孕育未来量子器件的候选材料。此外，新方法既不依赖于完美的理论模型，也能从容应对存在缺陷的实际样品，在复杂环境中依然保持高精度。
未来，团队计划将探测目标瞄准材料临近“量子相变”的临界区域，有望深入“无人区”，催生突破性的量子发现。
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