所以糾纏光子對的完全量子態描寫,在考慮偏極分光鏡之前是:|s翻譯社H>|s,V>+|s,V>|s翻譯社H>+|n,H>|n,V>+|n,V>|n翻譯社H>,這裏s代表順時針,n代表逆時針。如果我們把抵達DM1的光子稱爲一號,DM2稱爲二號,那末量子態在斟酌偏極分光鏡之後,成爲|s,V>|s,H>+|n,H>|n翻譯社V>翻譯既然我們沒有去測量順時針還是逆時針,這個自由度並沒有成爲肯定的物理量,所以可以疏忽不計,於是量子態還是成爲|V>|H>+|H>|V>,恰是貝爾嘗試所需的糾纏態。
爲了徹底消弭任何人心中的疑慮,我在此具體討論(這個話題的邏輯,連物理傳授都會走偏,長短常專業的,所以非理工請勿入)這些指控中,最焦點的阿誰,亦即糾纏光子對是由偏極分光鏡(Polarization Beam Splitter,PBS)根據偏極方向拆分成兩個,然後才能分開送出給兩地的偵測器翻譯這些人認爲,既然分光鏡對偏極標的目的做了“測量”,那末憑據量子力學的原理,相干性消逝,這對光子的偏極性必然會落空量子糾纏態,成為古典的“一左一右”(否決者假設了光子的偏極是擺佈旋的方式,其實這些貝爾嘗試所用的光子對,偏極是綫性的;不外這個細節在邏輯上其實不主要)。
因爲光子對的頻率波長不異、偏向溝通,只有偏極方向相反(切確來説,是相垂直,不外這在理論邏輯上不重要),所以要拆分它們,只能凴偏極方向來選擇翻譯恰好偏極分光鏡就是專門幹這件事的,於是光子對被別離送給DM1和DM2反射之後,經過PI(Piezo Steering Mirror)聚焦,再加入Beacon Laser(燈標激光,墨子衛星用綠光,地面站用紅光)送往目標地,完成貝爾嘗試。
上圖來自潘建偉團隊在2017年發表於《Science》的墨子衛星論文;PL是Pump Laser(激光源),波長405納米(嚴酷來説是近紫外綫,“藍光”只是對短波長光子的通稱);Isolator負責阻撓光子重返激光共振腔;HWP是Half Wave Plate,QWP是Quarter Wave Plate,它們在光學嘗試裏被廣汎用來調整偏極的相位;DM1和DM2是Dichromatic Mirror,選頻反射鏡,它們必須對810納米的出射光子有極高的反射率,可是對405納米卻是透明。
總結來説,墨子衛星的物理是毫無問題的;工程上的質疑,則必須有按照,而今朝完全沒有,那末就不應該無的放矢翻譯對潘建偉團隊的工作,若是有否決的聲音,只能專注在運用層面上;這一點我已經在前一篇文章細心會商過了。
1990年月末,Weihs和Zeilinger所創的第三代貝爾實行,原本所用的非綫性光學晶體是BBO(β-BaB2O4),它所產生的光子對,自然就會有個小夾角(大約6°),要分手它們很輕易。PPKTP的亮度和聚焦性都比BBO好很多,可是它所產生的光子對倒是完全同向的,所以會一路繼續完成上圖中的三角形環路,直到又遭遇了上面提過的偏極分光鏡。
反對者的論點就在於,本來PPKTP產生的光子對有偏極相反的糾纏,它們的量子態可以寫爲|H>|V>+|V>|H>(H是程度偏極態,V是垂直偏極態,|H>|V>指一號光子有程度偏極、二號則是垂直偏極,|V>|H>顛倒過來,二者叠加在一路,就不克不及被寫成兩個零丁粒子態的簡單張量乘積,換句話説,成爲糾纏態);偏極分光鏡把垂直(這裏的程度和垂直,天成翻譯公司取相對於實驗桌,所以“垂直”指的是突出上圖紙面的方向)偏極的光子折射90°,程度偏極的光子則直綫經由過程,所以已經進行了偏極偏向的丈量,打破了糾纏,光子對的量子態成爲古典的|H>|V>或|V>|H>,後續的實行就不可能體現出量子現象,貝爾嘗試必需失敗。
我在一最先研究這個問題的時候,就感覺這個利用PSI的解決方案異常伶俐(Clever);後來發現它簡直是由好幾個國際團隊在2000年代,一再嘗試、不斷改進,才完美得到的。有愛好深切研究的讀者,可以參考Zeilinger在2007年所寫的這篇總結論文https://www.univie.ac.at/qfp/publications3/pdffiles/2007-24.pdf。曩昔十年,全世界貝爾實行的精度和距離,都突飛大進,最首要的貢獻,就來自從BBO改成PPKTP+PSI的設計改良,潘建偉的團隊也不破例。
來自PL的高頻光子經由過程Isolator、HWP、QWP和DM1之後,打入偏極分光鏡(PBS)。這個PBS按照入射光子的綫性偏極偏向,決議將其做直角折射或容許直綫經由過程,所以光子進入圖片左側的三角形環路時,可以是順時針地繞,也能夠是逆時針地繞;這類環路叫做Polarization Sagnac Interferometer,PSI,熟習軍工手藝的讀者可能見過,由于所謂的激光陀螺儀,就是三個PSI,對應著XYZ三個軸向。在這裏,豈論是順時針或逆時針,405納米的光子都必需穿過一塊非綫性光學晶體,材質是PPKTP(Periodically Poled KTiOPO4),在此顛末所謂的Half-Harmonic Generation(又叫Down Conversion)翻譯簡單來説,這類晶體能把一個入射光子轉化成一對頻率減半的810納米光子,而且出射光子對在偏極標的目的上有著相反性的糾纏。
又有讀者反映,對潘建偉的評述還有第三類,就是懷疑他嘗試中有貓膩,可能造假翻譯這是很嚴重的指控;爲了做出准確的闡明,天成翻譯公司又重讀了幾遍那篇2017年墨子衛星的論文,並和Zeilinger的幾篇老文章做對比翻譯而今天成翻譯公司可以有信心地說,潘建偉的實驗設計,完全根據學術界的主流,物理上絕對沒有問題。他們的了局,驚人的處所,在於工程的精度極高,特別是整合到衛星上,防震必須做得完善;邏輯上不克不及絕對破除工程方面有造假的可能性,但是事實上並沒有任何證據或暗示,所以也就沒有理由做如許的指控。
上面這個邏輯論述,有其事理,可是問題在於它假定糾纏光子對只走一個方向(順時針或逆時針)。但是稍早,我已提過,入射的高頻光子,在進入三角形環路的時刻,也必須經由過程阿誰偏極分光鏡,假如這個光子原本就處在綫性偏極標的目的不肯定的相干態(事實上潘建偉的論文提到他們必需把高頻光子先特別用QWP轉化為圓極化的本徵態,Circularly Polarized Eigenstate,其目標固然沒有明説,但我認爲應當就是爲了保證在綫性偏極方向上處於相干態),那末全部環路,包孕出射光子對在内,也會處於順時針和逆時針相叠加的相干態。而這個環路的設計,就是順時針的折射=逆時針的通過,反之亦然翻譯
文章出自: http://blog.udn.com/MengyuanWang/114604567有關各國語文翻譯公證的問題歡迎諮詢天成翻譯公司02-77260931
留言列表