科學新知/愛因斯坦錯沒錯! 大陸衛星來驗證

示意圖。

愛因斯坦在許多人心中已成科學真理的代名詞,但了解科學史的人都知道,愛因斯坦代表的經典物理學派與玻爾等人代表的量子學派之間的論戰已近百年,許多問題還沒有最後答案。而大陸即將發射的量子科學實驗衛星,將有可能幫助解決關於的問題。

根據新華國際用戶端報導,這是愛因斯坦在1935年對量子糾纏的評論。量子力學認為,兩個處於量子糾纏態的粒子無論相隔多遠,改變其中一個粒子的狀態,另一個粒子的狀態就會馬上隨之改變。

這種狀態之間的關聯不需經典物理學中的力場或電場,其關聯速度也可認為超過光速,這被稱為『量子非定域性』。愛因斯坦作為經典物理學的代表人物,對此表示懷疑,覺得這要能成立簡直是『見鬼了』。

百餘年來,量子力學的許多理論不斷得到實驗結果支援,催生了原子彈、鐳射、核磁共振、全球衛星定位系統等重大發明,改變了整個世界,被認為是『第一次量子革命』。

而對愛因斯坦提出的質疑開展的持續研究,助推了量子調控技術的發展,催生了以量子通信和量子計算為代表的量子資訊技術,被認為是開啟了『第二次量子革命』。但對於量子糾纏這個具體問題,目前的實驗結果還不能最終定論。

大陸科學院量子資訊與量子科技前沿卓越創新中心的陸朝陽教授告訴記者,雖然已有許多實驗支援量子非定域性正確,但都還存在一些理論上的漏洞。

大陸即將發射全球首顆量子科學實驗衛星,從而提供一個在太空進行實驗的平台,將有望透過超遠距離的量子糾纏實驗,來實現對量子非定域性的檢驗。量子衛星專案的首席科學家是潘建偉院士,陸朝陽是潘建偉團隊的主要成員之一。

他說,團隊計劃做相關實驗,『希望透過衛星的幫助更好地回答愛因斯坦的世紀之問』。

不過陸朝陽也表示,並不是衛星發射之後就能馬上實現對量子非定域性的『終極檢驗』,『要實現自由意志的量子非定域檢驗,需要將量子糾纏的分發距離達到幾十萬公里的量級,比如在月球上也要有個量子的觀測站,來實現地月之間的量子糾纏分發』。

要達到這一目標,還有很長的路要走,『量子科學實驗衛星所發展起來的技術,為這一終極目標邁出了關鍵一步』。

空間尺度的量子非定域性檢驗只是大陸量子衛星可能帶來重要科學成果的一個方面。由於此前全世界關於量子力學的實驗都是在地面上進行,在重力等條件發生很大變化的太空,同樣的量子力學實驗結果會不會有變化,是科學界非常關心的問題。

『物理學家當然希望有變化了,』 陸朝陽說,『如果真的發生變化,那就打開了新的物理學的大門。』看來,大陸這顆量子衛星,不僅可能幫助判斷愛因斯坦對量子糾纏的看法是否正確,還有可能為整個科學的發展做出巨大貢獻。