加拿大多倫多大學(xué)物理學(xué)家在最新一期《物理評(píng)論》上提出了一個(gè)有效利用量子糾纏現(xiàn)象的新途徑，這一新方式可將發(fā)光二極管(LED)與超導(dǎo)體結(jié)合在一起產(chǎn)生出糾纏光子，從而為量子計(jì)算機(jī)和量子通信器件的發(fā)展打開了新的窗口。

量子糾纏是粒子在由兩個(gè)或兩個(gè)以上粒子組成系統(tǒng)中相互影響的現(xiàn)象，無論其距離有多遠(yuǎn)。測(cè)量糾纏對(duì)中一個(gè)粒子的特性，便可知曉另一個(gè)的特性。這是量子力學(xué)中最令人困惑的一個(gè)方面，愛因斯坦稱之為“遠(yuǎn)距離幽靈行為”。

“LED等常規(guī)光源發(fā)出的光子表現(xiàn)出無任何相關(guān)關(guān)系的隨機(jī)性�！奔幽么笙冗M(jìn)技術(shù)研究所的研究員愛麗克斯•哈耶特解釋說：“新研究證明，LED發(fā)射的光子之間的糾纏可通過添加另一個(gè)特有物理效應(yīng)——超導(dǎo)性來實(shí)現(xiàn)。”

超導(dǎo)性是指某些材料在低溫條件下其電阻可降為零，當(dāng)電子以庫(kù)珀對(duì)糾纏在一起時(shí)就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象，此時(shí)一個(gè)電子沿某個(gè)方向自旋，另一個(gè)電子則沿反方向自旋。當(dāng)一層具有超導(dǎo)特性的材料與半導(dǎo)體LED結(jié)構(gòu)緊密接觸時(shí)，庫(kù)珀對(duì)就會(huì)注入LED，糾纏電子對(duì)便會(huì)創(chuàng)建出糾纏光子對(duì)。此效應(yīng)原本只在使用奈米厚度有源區(qū)域——量子阱的LED中出現(xiàn)。

哈耶特表示，通常情況下，量子特性出現(xiàn)在非常小的尺度上——一個(gè)電子或一個(gè)原子，超導(dǎo)性使量子效應(yīng)可出現(xiàn)在大尺度上——一個(gè)電子器件或整個(gè)電路。這種量子行為一般情況下可顯著提高光的輻射，特殊情況下則可糾纏光子輻射。