诡异的三粒子纠缠：物理学家让三个光粒子纠缠在一起

想象两个光子纠缠还不够难，物理学家们又将三个光子纠缠在一起。纠缠是一种违反直觉的量子物理现象，一个粒子会影响与其纠缠的所有其他粒子——即使这些粒子相距甚远。例如，如果一个粒子处于一种状态，其他粒子可能处于相同的状态。然而，在这种情况下，每个光子（光粒子）都具有相同的偏振——水平或垂直。

通常，一次只纠缠两个光子比较容易。包括本团队在内的一些研究实验室之前已经纠缠了三个或更多光子。然而，这项新努力创造了比以前的纠缠更稳定的三重纠缠。这种稳定性意味着纠缠光子离实际应用更近了一步（尽管距离实际应用还有很长的路要走）。研究人员希望，未来纠缠光子可能在量子计算机或通信技术中发挥作用。

为了制造纠缠的三重态，加拿大、美国和瑞典的研究人员从一个水平和垂直偏振的蓝色光子开始。能够同时保持两种状态是量子粒子的另一个特性，这也是计算机科学家对量子物理学感兴趣的原因。能够同时保持两种状态的粒子可能比传统计算机（每次只能保持一种状态）容纳更多的信息。

研究团队将这个量子蓝光子送入晶体，晶体将其变成两个能量较低的红色纠缠光子，偏振方向匹配——水平或垂直。接下来，他们将其中一个红色光子送入另一个晶体，晶体将其变成两个能量较低的红外纠缠光子。红外光子恰好仍与剩余的红色光子纠缠，于是就出现了三个纠缠光子。

进一步的测试表明，三重态确实存在纠缠，而让纠缠正确运作的情况非常罕见。该过程的第一步产生两个纠缠光子的概率只有十亿分之一。然后，该过程的第二步产生纠缠三重态的概率为百万分之一。

该国际团队本周在《自然光子学》杂志上发表了有关他们工作的论文。