“糾纏”是量子力學的一個基本特征，而且這種現(xiàn)象有多種不同的形式。據(jù)物理學家組織網(wǎng)6月6日報道，最近，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的物理學家和數(shù)學家顯示了怎樣把不同形式的量子“糾纏態(tài)”有效而系統(tǒng)地分類。研究人員指出，這一方法非常重要，因為它有助于預測將一種量子態(tài)應用于新技術的可能性有多大。相關論文發(fā)表在最近的《科學》雜志上。
美國物理學家理查德·費曼曾說“沒人能理解量子力學”，這么說是想強調(diào)，即使那些科學帶頭人，也在艱難地開發(fā)著他們對量子力學的直覺設想。量子現(xiàn)象通常在經(jīng)典物理學中找不到相匹配的部分，典型例子就是量子糾纏：糾纏的粒子之間無論相隔有多遠，好像都能直接地互相影響，就像能隔著任意遙遠的空間互相“通訊”似的。愛因斯坦曾把這種行為叫做“幽靈般地超距作用”。
當兩個以上粒子相糾纏時，它們之間的互相影響表現(xiàn)為不同的形式。糾纏現(xiàn)象為何有這些不同的表現(xiàn)，科學家尚未完全理解，至今也還沒有一般性的方法，系統(tǒng)地將糾纏狀態(tài)劃分類別?，F(xiàn)在，研究小組開發(fā)出一種方法，能把既定的量子態(tài)歸入某一類可能的糾纏態(tài)。
該方法指出，不同類型的糾纏態(tài)與幾何形體即多面體有關，這些形體代表“空間”，也就是某種糾纏的可用空間。一種給定的狀態(tài)是否屬于某種多面體，可以通過檢測個別粒子來確定，而檢測方法有很多。新方法通過檢測個別粒子來描述糾纏態(tài)特征的可能性，不僅效率很高，而且不必同時檢測許多粒子，這是與其他方法的不同之處，也意味著它能擴展到多粒子系統(tǒng)。
該校理論物理學院教授馬提亞·克里斯丹德解釋說：“對3個粒子來說，有兩種根本不同的糾纏類型，一種是通常認為的更‘有用’的。而對4個粒子來說，粒子間糾纏的方式已近乎無數(shù)種，隨著每增加一個粒子，糾纏的復雜程度會迅速增加。”論文第一作者、他的博士生邁克爾·沃特說，“我們的糾纏多面體方法，把這些狀態(tài)劃分為有限的體系，大大減少了復雜性。”
多粒子量子系統(tǒng)可能在未來技術中發(fā)揮重要作用，做到在經(jīng)典物理學框架下完全不可能的事情。從反竊聽信息傳輸、解決計算難題的高效算法，到改進照相印刷分辨率的技術等。在這些應用中，糾纏態(tài)是基本資源，精確地表現(xiàn)了經(jīng)典物理學與量子力學不同的地方。在合適使用的情況下，這些復雜狀態(tài)為各種新奇應用開辟了道路。
研究人員在計算中顯示，糾纏多面體的方法不僅是一種簡潔的數(shù)學構(gòu)造，而且在現(xiàn)實實驗條件下也能可靠地發(fā)揮作用，這預示著新方法可以直接用于那些使用了新奇量子技術的系統(tǒng)。