據《日本經濟新聞》3月10日報道，能量瞬間出現在空無一物的場所，聽起來好像是科幻小說的橋段，但利用神秘的“量子”行為可以實現這一點的理論正在引起人們的關注。一項名為量子能量傳態(QET)的研究在2022年取得成功，未來這可能成為量子計算機投入實際使用不可或缺的技術。
“就像是變魔術一樣，看起來像是在從真空中提取能量。”最初發表QET理論的日本東北大學理論物理學家堀田昌寬說。這一理論來自堀田在2008年發表的論文，并在2022年獲得實證后迅速引起巨大關注。
美國在線出版物《量子雜志》將QET的演示與引力波觀測一同列入2023年出現的物理學突破，并將其稱之為“量子魔法”。盡管在處于基礎實驗階段的當下僅僅移動了很少的熱，但對于今后的應用，堀田認為“量子計算機的熱管理可能會是一個大有可為的方向”。
QET利用的是一種被稱為“量子糾纏”的神秘現象，在這種現象中，遙遠的粒子彼此能夠相互作用。一種名為“量子隱形傳態”的技術能夠利用量子糾纏將信息傳輸到遙遠的地方，QET與這種技術類似，但傳輸的是能量而不是信息。
依據量子力學的基本規律——不確定性原理，真空常常是波動的。由于波動，即使在絕對零度且不存在物質的情況下，能量也不會為零，結論就是能量存在相應的波動。
假設有A與B兩個引發量子糾纏的物質，二者都處于極低溫的真空中，乍看上去沒有能量，但實際上無論是A還是B都在波動。而且由于量子糾纏，這種波動是相互關聯的。
當用光觀察A時，A中的能量隨著來自光的一部分能量的進入而變化，我們將其視為能量輸入。再看B，觀察之前能量的變化是未知的。但是如果A將觀察方法告知B，同時基于該信息操縱B，由于A和B處于量子糾纏狀態，那么B的能量狀態就會發生變化，從而可以提取能量。所以看起來就會呈現出“瞬間移動”的結果。
加拿大滑鐵盧大學和美國紐約州立大學石溪分校分別于2022年3月和2023年1月對QET進行了演示。在美國的研究中還使用了IBM的量子計算機。
這臺量子計算機利用低溫超導證實，其中兩個量子比特之間能夠進行能源的輸出入。當人們發現使用量子計算機能夠輕松進行測試后，研究活動開始升溫。在石溪校區推動實驗的池田一毅說：“量子計算機能夠制造量子狀態，在看到堀田先生的論文后我馬上意識到可以使用量子計算機參與演示活動。”
堀田也開始了他在東北大學的實證研究。在兩所海外院校此前進行的研究中，QET轉移的能量以熱的形式消散，而在東北大學，堀田與游佐剛教授等人一道嘗試將用QET轉移的熱轉化為電流進行提取。他們力爭在2025年之后進行演示。
由于QET轉移的能量的量還很有限，看起來只能在某些物質內部移動極短的距離。按照堀田所說，必須保持輸入方與輸出方之間的量子狀態，所以可能只存在于真空狀態下的量子器件中。如果有什么方法能夠在保持真空狀態的同時在遙遠的物質之間產生量子糾纏，那么該技術的應用范圍可能會大大拓展。
據說，QET的研究還將有助于闡明早期宇宙的理論。QET中發生的能量流入真空、扭曲空間并積累的現象與解釋宇宙誕生時刻的“膨脹理論”類似。它還有可能作為再現黑洞的模擬器使用。雖然實際應用可能還需要數十年的時間，但夢想無止境。（編譯/劉林）
據《日本經濟新聞》3月10日報道，能量瞬間出現在空無一物的場所，聽起來好像是科幻小說的橋段，但利用神秘的“量子”行為可以實現這一點的理論正在引起人們的關注。一項名為量子能量傳態(QET)的研究在2022年取得成功，未來這可能成為量子計算機投入實際使用不可或缺的技術。
“就像是變魔術一樣，看起來像是在從真空中提取能量。”最初發表QET理論的日本東北大學理論物理學家堀田昌寬說。這一理論來自堀田在2008年發表的論文，并在2022年獲得實證后迅速引起巨大關注。
美國在線出版物《量子雜志》將QET的演示與引力波觀測一同列入2023年出現的物理學突破，并將其稱之為“量子魔法”。盡管在處于基礎實驗階段的當下僅僅移動了很少的熱，但對于今后的應用，堀田認為“量子計算機的熱管理可能會是一個大有可為的方向”。
QET利用的是一種被稱為“量子糾纏”的神秘現象，在這種現象中，遙遠的粒子彼此能夠相互作用。一種名為“量子隱形傳態”的技術能夠利用量子糾纏將信息傳輸到遙遠的地方，QET與這種技術類似，但傳輸的是能量而不是信息。
依據量子力學的基本規律——不確定性原理，真空常常是波動的。由于波動，即使在絕對零度且不存在物質的情況下，能量也不會為零，結論就是能量存在相應的波動。
假設有A與B兩個引發量子糾纏的物質，二者都處于極低溫的真空中，乍看上去沒有能量，但實際上無論是A還是B都在波動。而且由于量子糾纏，這種波動是相互關聯的。
當用光觀察A時，A中的能量隨著來自光的一部分能量的進入而變化，我們將其視為能量輸入。再看B，觀察之前能量的變化是未知的。但是如果A將觀察方法告知B，同時基于該信息操縱B，由于A和B處于量子糾纏狀態，那么B的能量狀態就會發生變化，從而可以提取能量。所以看起來就會呈現出“瞬間移動”的結果。
加拿大滑鐵盧大學和美國紐約州立大學石溪分校分別于2022年3月和2023年1月對QET進行了演示。在美國的研究中還使用了IBM的量子計算機。
這臺量子計算機利用低溫超導證實，其中兩個量子比特之間能夠進行能源的輸出入。當人們發現使用量子計算機能夠輕松進行測試后，研究活動開始升溫。在石溪校區推動實驗的池田一毅說：“量子計算機能夠制造量子狀態，在看到堀田先生的論文后我馬上意識到可以使用量子計算機參與演示活動。”
堀田也開始了他在東北大學的實證研究。在兩所海外院校此前進行的研究中，QET轉移的能量以熱的形式消散，而在東北大學，堀田與游佐剛教授等人一道嘗試將用QET轉移的熱轉化為電流進行提取。他們力爭在2025年之后進行演示。
由于QET轉移的能量的量還很有限，看起來只能在某些物質內部移動極短的距離。按照堀田所說，必須保持輸入方與輸出方之間的量子狀態，所以可能只存在于真空狀態下的量子器件中。如果有什么方法能夠在保持真空狀態的同時在遙遠的物質之間產生量子糾纏，那么該技術的應用范圍可能會大大拓展。
據說，QET的研究還將有助于闡明早期宇宙的理論。QET中發生的能量流入真空、扭曲空間并積累的現象與解釋宇宙誕生時刻的“膨脹理論”類似。它還有可能作為再現黑洞的模擬器使用。雖然實際應用可能還需要數十年的時間，但夢想無止境。（編譯/劉林）
本文鏈接：“量子魔法”或可實現能量“瞬移”http://m.sq15.cn/show-2-3708-0.html
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