量子糾纏新發現

薛丁格的貓指的就是量子糾纏，是物理學中最令人驚訝的現象之一，其中糾纏的量子粒子以共用的疊加狀態存在，允許通常相互排斥的性質（例如，黑色和白色）同時發生，所以薛丁格的貓是活的也同是有可能是死的，是處於生存與死亡的疊加態。不過，量子力學定律僅適用於微觀的粒子。

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例如，如果我們觀察水，我們可以很容易地觀察到一種物質的自發變化的性質：在100攝氏度時，水蒸發成氣體，在零攝氏度時，它凍結成冰。在這兩種情況下，這些新的物質狀態都是相變(phase transitions)的結果，即水分子重新排列自己，從而改變了物質的特徵。磁性或超導體等特性，是電子在晶體中經歷相變的結果。對於在攝氏-273.15度接近絕對零度的溫度下的相變，糾纏等量子力學效應會產生。儘管有超過三十年的量子材料相變的研究，但之前都認為量子糾纏現象僅在微觀尺度上發揮作用，一次只涉及幾個原子。

不過德國德累斯頓大學的研究團隊發表在本月頂尖科學期刊<自然>的最新研究中，已經發現在氟化鈥鋰（LiHoF4）上觀察到量子糾纏的影響，即數千個原子的影響。

在非常低的溫度下，氟化鈥鋰充當鐵磁體，其中所有磁矩自發地指向同一方向。然後，如果將磁場精確地垂直施加到首選的磁性方向，則磁矩將改變方向，這稱為波動。磁場強度越高，這些波動就越強，直到最後，鐵磁性在量子相變時完全消失，這導致相鄰磁矩的糾纏。研究人員發現量子相變會繼續發生，而以前認為即使是磁場的最小傾斜也會立即抑制它，然而，在這些條件下，經歷這些量子相變的不是單個磁矩，而是廣泛的磁場區域，即所謂的鐵磁場 ferromagnetic domains。這些磁場構成了指向同一方向的磁矩島。

新發現量子相變的發現，對於未來應用量子現象於量子電腦或是量子測量感測器上非常重要，讓研發人員可能可以進一步預測並控制材料的量子狀態。