科學家終於測出「量子糾纏」的驚人速度

量子物理學研究的是原子與次原子粒子（如中子、光子和電子）那個令人匪夷所思的微觀世界。在這個尺度下，時間可以是「負數」，粒子能同時存在於兩個地方——就像薛定諤那隻既死又活的貓——這種現象被稱為「量子疊加態」。

另一個讓人驚奇的次原子現象是「量子糾纏」。當兩個或以上的粒子產生糾纏後，它們會共享某種連結，即使相隔遙遠距離也依然存在。這意味著測量其中一個粒子的狀態，會瞬間影響另一個粒子的狀態。

維也納工業大學理論物理研究所的Joachim Burgdörfer教授在新聞稿中解釋：「可以說這些粒子沒有個別屬性，只有共同屬性。從數學角度看，它們緊密相連，即使位於完全不同的兩個地方。」

過去普遍認為量子糾纏是瞬間發生的，但Burgdörfer團隊最新研究顯示，這個過程其實是以驚人速度進行。這個速度無法用秒或毫秒衡量，而是用「阿託秒」計算——相當於百萬兆分之一秒（10的負18次方秒）。

研究團隊透過高強度、高頻率雷射脈衝轟擊原子，成功創造出糾纏態。當雷射擊出第一個電子後，有時會影響第二個電子，使其進入更高能階並改變軌道，但仍被原子核束縛。Burgdörfer表示：「我們能證明這兩個電子現在處於量子糾纏狀態，必須將它們視為整體來分析。」

研究運用兩道雷射光束，證實逃逸電子的「誕生時間」與殘留電子存在關聯。Bürgdörfer指出，雖然精確時間「原則上無法得知」，但當殘留原子處於高能態時，逃逸電子可能較早離開；反之若處低能態，則平均需要232阿託秒才會發生。

該校助理教授Iva Březinová說明：「電子並非直接跳出原子，而是像波一樣從原子『溢流』出來，這需要特定時間。量子糾纏正是在這個階段發生，其效應後續可透過觀測兩個電子精確測量。」

隨著量子計算時代來臨，理解量子糾纏的本質與過程變得日益重要。這項突破性研究已發表於《物理評論快報》期刊。