量子網際網路大突破！科學家首創用原子鐘驗證愛因斯坦重力理論

全球量子網路技術正蓬勃發展，這項量子科學領域的基石技術，有望打造出覆蓋全球的「量子網際網路」。這種革命性系統不僅能實現大規模的量子加密通訊，更能讓相距遙遠的量子電腦相互串聯。目前從地面到太空，各國都在積極推動這項願景成真。

最新研究更發現，量子網路竟隱藏著超乎想像的科學潛力！由史蒂文斯理工學院Igor Pikovski教授領軍，攜手伊利諾大學香檳分校Jacob Covey與哈佛大學Johannes Borregaard組成的研究團隊，在《PRX Quantum》發表突破性成果。他們首開先河證明：量子網路能用來探索「時空彎曲如何影響量子力學」這個物理學終極難題。

雖然量子理論至今透過所有實驗驗證，但當它遇到重力時會發生什麼變化？愛因斯坦的廣義相對論將重力重新定義為時空彎曲的結果。這種彎曲會產生奇特效應，例如行星等大質量天體附近時間流速會變慢——這個現象不僅獲得高精度驗證，更因《星際效應》等科幻作品廣為人知。

但時間流速變化會如何影響量子行為？當量子力學與相對論相遇時，是否需要修改其中某個理論？儘管目前尚缺完整的量子重力理論，已有學者推測時空彎曲可能改變數子原理。但過去始終缺乏實驗方法驗證這個大膽假設。

Pikovski團隊發現，量子網路中的原子鐘能破解這個難題！量子理論有個奇妙特性叫「疊加態」——物質可以同時處於多種狀態的混合。量子電腦正是利用這個原理打造出能同時是0和1的量子位元（qubit）。研究顯示，當這些量子位元透過網路傳輸時，地球附近的時空彎曲會讓疊加態的原子鐘感知到不同的時間流速，這正是探測量子-重力互動作用的絕佳機會。

「量子理論與重力的互動作用，是當今物理學最迷人又最棘手的難題。」Pikovski教授興奮表示：「量子網路將首次讓我們能在真實實驗中驗證這個互動作用！」

團隊已設計出具體實驗方案：利用「糾纏W態」在網路節點間分配量子效應，並透過量子傳輸技術與貝爾糾纏態，在原子陣列中記錄這些量子系統的干涉現象。這將是人類首度在彎曲時空中測試量子理論的實驗。

這項突破證明量子網路不僅是未來量子網際網路的基礎建設，更是探索古典感測技術無法觸及的前沿物理的獨特工具。至少現在我們終於有機會驗證：在彎曲時空中，量子力學是否依然成立？