據(jù)外媒報(bào)道，近日，東京大學(xué)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究中心（RCAST）的科學(xué)家展示了一種通過(guò)量子糾纏的奇異能量將磁球與傳感器耦合的方法。他們表明，即使在一個(gè)單一的磁激發(fā)球的存在，也可以檢測(cè)到單次測(cè)量。這項(xiàng)工作代表了向能量與磁性材料相互作用的量子系統(tǒng)的重大進(jìn)展。

單磁振檢測(cè)器中感興趣模式的示意圖。鐵磁晶體中集體自旋激發(fā)的統(tǒng)一處理模式稱為Kittel模式，通過(guò)微波腔模式相干耦合到超導(dǎo)量子位。

　　想象一下，如果有一個(gè)傳感器足夠強(qiáng)大，進(jìn)行一次掃描就能告知附近的干草堆中是否裝有針頭。這樣的設(shè)備似乎只可能存在于科幻小說(shuō)中，但是，使用量子力學(xué)最直觀的效果之一，這種程度的敏感性可以變成現(xiàn)實(shí)。糾纏是量子力學(xué)的核心，它允許鏈接的粒子在長(zhǎng)距離內(nèi)瞬間相互作用，曾被愛因斯坦稱為“遠(yuǎn)處的幽靈行為”。

　　第一作者Dany Lachance Quiron博士說(shuō)，“實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，量子力學(xué)允許這樣的情況，即系統(tǒng)的各個(gè)部分不再可以單獨(dú)描述，而是從根本上糾纏起來(lái)，這樣對(duì)一個(gè)部分的測(cè)量就自動(dòng)決定了另一個(gè)部分的命運(yùn)。例如，兩個(gè)電子可以糾纏在一起，因此它們都指向上或都指向下，因此測(cè)量一個(gè)電子會(huì)立即影響另一個(gè)電子的狀態(tài)。糾纏在量子力學(xué)教科書中已經(jīng)存在了幾十年，但是用它制作非常靈敏的探測(cè)器的應(yīng)用現(xiàn)在才開始實(shí)現(xiàn)?！?/p>

　　在RCAST上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，一毫米大小的釔鐵石榴石球體與作為傳感器的超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)量子位放置在同一諧振腔中。由于球體、諧振腔、腔體與量子位之間的耦合，如果球體中不存在磁激發(fā)，則只能通過(guò)電磁脈沖來(lái)激發(fā)量子位，然后，讀取量子位的狀態(tài)即可揭示球體的狀態(tài)。

　　中村雅順教授解釋說(shuō)，“通過(guò)使用單次檢測(cè)而不是平均檢測(cè)，我們能夠使我們的設(shè)備既高度敏感又非常快速。這項(xiàng)研究可以為功能強(qiáng)大的傳感器開辟道路，以幫助尋找理論上稱為“黑軸”的理論暗物質(zhì)粒子。”