HomeVướng víu lượng tử

Vướng víu lượng tử

trong

Vướng víu lượng tử (quantum entanglement) là một hiệu ứng kỳ lạ trong Cơ học lượng tử trong đó trạng thái của hai hay nhiều vật thể có liên hệ tức thời với nhau bất kể khoảng cách giữa chúng xa đến đâu. Đây là một hiện tượng mà Albert Einstein mô tả như “hành động ma quỷ ở khoảng cách xa” (spooky action at a distance) và đã trở thành nền tảng của các công nghệ mới như máy tính lượng tử hay giao tiếp lượng tử. Vướng víu lượng tử còn đặt ra nhiều vấn đề triết học về bản chất của thực tại và tính đầy đủ của cơ học lượng tử. Giải Nobel Vật lý năm 2022 đã được trao cho 3 nhà khoa học có nhiều đóng góp về thực nghiệm chứng minh sự tồn tại của vướng víu lượng tử.

Có nhiều cách để tạo ra các vật thể bị vướng víu lượng tử. Một phương pháp là làm lạnh các hạt và đặt chúng gần nhau đến mức trạng thái lượng tử của chúng (biểu diễn sự bất định về vị trí) chồng lấn lên nhau, khiến cho không thể phân biệt được hạt nào với hạt nào. Một cách khác là dựa vào một quá trình hạt nhân, như phân rã hạt nhân, mà tự động tạo ra các hạt bị vướng víu.

Trong vật lý quang học lượng tử, một trong những phương pháp phổ biến để tạo ra các trạng thái vướng víu là sử dụng hiện tượng giảm tần số tham số tự phát (SPDC). Đây là một quá trình quang học phi tuyến trong đó một photon (photon bơm) được chuyển đổi thành hai photon (tín hiệu và điều chỉnh). Các photon này có tính chất vật lý liên quan đến nhau và bị vướng víu.

Ngoài ra, còn có các phương pháp khác dựa trên các quá trình tương tác giữa các nguyên tử, các điện từ dao động hay các photon. Ví dụ, nếu kết nối hai điện từ dao động qua một tụ điện, ta sẽ có một thuật ngữ σ x ⊗ σ x trong Hamiltonian. Điều này sẽ tạo ra sự vướng víu.