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科技日報北京11月23日電 （實習(xí)記者張佳欣）據(jù)最新一期《自然》雜志報道，瑞士巴塞爾大學(xué)團隊首次通過實驗證明，來自超導(dǎo)體的糾纏電子對的兩個自旋之間存在負相關(guān)性，其被認(rèn)為是進一步開展量子力學(xué)現(xiàn)象實驗研究的重要一步，也是量子計算機的關(guān)鍵組件。
兩個粒子之間的糾纏是量子物理中難以與日常經(jīng)驗相協(xié)調(diào)的現(xiàn)象之一。如果糾纏在一起，即使相隔很遠，這兩個粒子的某些性質(zhì)也是緊密相連的，愛因斯坦將量子糾纏描述為“幽靈般超距作用”。
兩個電子在它們的自旋中也可以糾纏在一起。在超導(dǎo)體中，電子形成所謂的庫珀對，負責(zé)產(chǎn)生無損電流，其中各個自旋相互糾纏。
幾年來，瑞士納米科學(xué)研究所和巴塞爾大學(xué)的研究人員已經(jīng)能夠從超導(dǎo)體中提取電子對，并在空間上將兩個電子分開。這是通過兩個量子點—平行連接的納米電子結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，每個量子點只允許單電子通過。
此次實驗中，研究人員利用了由納米磁鐵和量子點制成的自旋濾光器。使用微小的磁鐵，他們在分離庫珀對電子的兩個量子點中的每個量子點中產(chǎn)生了單獨可調(diào)的磁場。由于自旋還決定了電子的磁矩，因此一次只允許通過一種特定類型的自旋。
他們能夠調(diào)整這兩個量子點，使主要具有特定自旋的電子通過它們。例如，一個自旋向上的電子穿過一個量子點，而一個自旋向下的電子穿過另一個量子點，反之亦然。如果將兩個量子點設(shè)置為只通過相同的自旋，則兩個量子點中的電流都會減少，即使單個電子很可能通過單個量子點也是如此。
使用這種方法，研究人員第一次能夠檢測到超導(dǎo)體中電子自旋之間的負相關(guān)性。但這還不是糾纏電子自旋的確鑿證據(jù)，因為還不能任意設(shè)置自旋過濾器的方向。
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