【第三個鐘漏洞關閉光子】

明道

【第三個鐘漏洞關閉光子】

 

公平行動中的抽樣

光子的量子性質的一個重要的測試的第三和最後漏洞已關閉的一個國際小組的物理學家。

研究人員已經停止所謂的"公平採樣"漏洞，說 — — 而不是量子 — — 經典效應可以負責的光子糾纏對測量相關性。

光子現在是在其中的"貝爾不等式"違反毫不含糊地建立的第一個系統。

雖然幾個物理學家將會驚訝現在關閉了所有的三個漏洞，做所以可以開發故障安全量子密碼學的重要一步。

漏洞關閉實驗是由安東 · 林格、 瑪麗莎 Giustina 和同事在維也納大學、 奧地利科學院、 馬克斯 · 普朗克量子光學研究所和德國和我們國家的標準實驗室 （PTB 和 NIST） 進行的。

它涉及到兩名觀察員，被稱為 Alice 和 Bob，和創建光子源糾纏在其兩極分化 — — 一個量子機械概念，結果是更強，比經典物理學所允許的偏振相關性。

這意味著如果愛麗絲措施的一連串的光子偏振，她得到一個隨機的結果。

但雖然鮑勃的測量也會隨機出現，他的研究結果相比，在由光子的基礎上密切相關。

換句話說，當愛麗絲的光子垂直極化，例如，鮑勃的是更有可能有相同的極化。

在 1964 年北部愛爾蘭物理學家約翰貝爾著名計算如何強這些相關性可能是如果他們由經典物理學孤獨 — — 引起什麼已成為貝爾不等式的上限。

如果光子被纏住由量子力學定義相關性強于這一限制，他的理由，可能只發生。

但是雖然很多實驗已經證實貝爾不等式確實侵犯了，這些實驗 — — 使用光子、 離子和其他糾纏態的粒子 — — 都困擾的漏洞。

懷疑論者因此可以認為侵犯發生一些不可預見的經典物理學，而不是被量子效應影響。

關閉這一漏洞

有三個主要的漏洞。

第一是"局部性漏洞"，藉以測量有關的資訊以某種方式之間可以交換愛麗絲和鮑勃的探測器。

第二個是"自由的"漏洞，藉以糾纏態粒子的來源可以以某種方式與探測器經典溝通和影響測量結果如何製作。

在實驗中在 2010 年由蔡林格率領的研究人員傳送達 144 公里的加那利群島兩個之間的光子距離後所做的光子同時關閉了這兩個漏洞。

這項工作意味著任何秘密通信探測器和源之間是不可能的因為它將不得不發生的速度比光速更快。

至於對貝爾的侵犯 — — 所謂的"公平-採樣"漏洞 — — 的第三個主要挑戰它認為一個經典的解釋是可能的如果實驗檢測只有一些光子對，而不是測量每一個人。

如果這一過程某種程度上超過不相關對贊成相關的成對，衡量將明顯違反。

這個漏洞關閉十多年前為糾纏對離子，但它極難檢測實驗中的每個光子。

幸運的是，大約 20 年前，在美國勞倫斯伯克利實驗室 Philippe 埃伯哈德創建一種新型的不平等，考慮到未被發現的事件。

這種解釋要求只有 67%的所有糾纏光子來衡量。

但即使為了實現這個較低的門檻，團隊不得不進行重大的改進，用於創建和檢測糾纏的光子的設備。

對採用的是"自發參量下轉換"，藉以一個更高的能量光子發射到特殊晶體產生一對低能量偏振糾纏光子。

這些對分隔使用的光學系統和針對玩愛麗絲和鮑勃的作用的兩個單獨的光子探測器。

確保檢測的效率是很高的團隊用於超導過渡邊緣感應器 （苔絲） 檢測光。

當一個光子吸收了工商業污水附加費的額外能量加熱超導體，這樣，它將恢復到正常狀態。

這個特點是它的電阻，可以檢測出大量增加。

最後抓到

小組進行了一系列的實驗，每個長約五分鐘，涉及約 2400 萬的糾纏的對，被捕時的檢測率為 75%。

資料表明驚人 69σ 違反了埃貝哈德的不平等 — — 公平採樣漏洞有效地拒之門外。

不過是有一個難題。

為確保超過 67%的對被檢測到，在實驗室中與愛麗絲、 鮑勃和彼此靠近源進行了實驗。

結果，這個特定的實驗並沒有同時排除其他的兩個漏洞。

根據 Giustina，關閉所有三個在加那利群島的實驗將極其困難。

而這個最新的實驗是不可能改變如何大多數物理學家認為量子力學的 — — 最有糾纏和其他量子效應 — — 沒有疑慮創建的系統中可以關閉所有三個漏洞的能力可能有重要影響的量子密碼學的發展。

這是因為加密技術依賴于糾纏，因此在系統中的一個漏洞可能會被量子駭客利用。

研究中的性質描述.

關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fapr%2F23%2Fthird-bell-loophole-closed-for-photons