LIÊN ĐỚI LƯỢNG TỬ ĐƯỢC KIỂM NGHIỆM

    

LIÊN ĐỚI LƯỢNG TỬ ĐƯỢC KIỂM NGHIỆM

19B

Trước hết về từ ngữ. Từ tiếng Anh entanglement quantum (tiếng Pháp intrication quantique) được nhiều tác giả dịch thành rối lượng tử , vướng víu lượng tử .Thật ra mà nói ở đây không có hiện tượng rối hay vướng víu lượng tử nào cả mà đây là một đặc trưng bản thể học (ontology) rất  quan trọng của lý thuyết lượng tử nên được gọi là liên đới lượng tử .

Thế nào là liên đới lượng tử ?

Hai hạt liên đới lượng tử nếu hàm sóng của hai hạt đó không thể viết dưới dạng tích trực tiếp F1 .F2 mà có dạng trộn lẫn,ví dụ |như F11 > = | 01 > - | 10 > . 

Trong đó | mn > chỉ rằng hình chiếu spin của hạt 1 bằng m còn hình chiếu spin của hạt 2 bằng n. Chi tiết về vấn đề này xin xem [2].

Đến đây xuất hiện một điều kỳ lạ , trị riêng đo được của hạt này lại phụ thuộc vào trị riêng đo được của hạt kia , cho dù rằng chúng được tách rời nhau đến vô cực ! Người ta nói rằng hai hạt trên là liên đới lượng tử và gọi hai hạt đó là cặp EPR (theo chữ cái đầu tiên của tên các tác giả Albert Einstein, Boris Podolsky, và Nathan Rosen (1935). Einstein đã gọi hiện tượng này là một tác động ma lực ở khoảng cách ( spooky action at a distance ) . Hiện tượng này biểu hiện tính không định xứ của thế giới các hạt vi mô.Không định xứ như vậy có nghĩa là hai sự kiện không xảy ra tại một nơi mà xảy ra ở một khoảng cách.

Hiện tượng này biểu hiện tính không định xứ của thế giới các hạt vi mô.Không định xứ có nghĩa là hai sự kiện không xảy ra tại một nơi mà xảy ra ở một khoảng cách.

Einstein đã nghĩ rằng liên đới lượng tử có thể giải thích được bởi sự tồn tại các thông số ẩn tuân theo nguyên lý định xứ . Song thực nghiệm chứng tỏ rằng ý tưởng của Einstein là không đúng.

John Bell đã tìm ra bất đẳng thức quan trọng theo đó thực nghiệm sẽ chứng minh CHLT (Cơ Họa Lượng Tử)  hay Einstein là đúng ? Thực nghiệm cho thấy CHLT là đúng (xem hình 1).

    

Hình 1 . Ta thấy trên hình , John Bell lấy một đại lượng rồi tính trung bình đại lượng đó theo cách cổ điển  (theo tinh thần Einstein) thì thu được trị số    còn tính theo QM (CHLT) lại cho trị số  . Thực nghiệm thiên về trị số   .

NHỮNG NGHI NGỜ VỀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Tuy nhiên giới khoa học còn hai điều nghi ngờ :

1  /  Các thí nghiệm đã được tiến hành trong điều kiện định xứ hay chưa ?

2  /  Thiết bị ghi đo có đủ nhạy cảm để ghi đo mọi hạt tham gia thí nghiệm .hay không ?

(xem hình 2).

      

Hình 2 . Các nhà vật lý còn e ngại 2 điểm có thể ảnh hưởng đến các trị số thu được bằng thực nghiệm.

Song giờ đây những nghi ngại trên dường như không còn nữa.

1. Các nhà vật lý thực nghiệm đã thực hiện thí nghiệm trên một khoảng cách bảo đảm không vi phạm vấn đề định xứ (xem hình 3).

 

             

      

                                      Hình 3. Vấn đề định xứ

Vào 16/06/2017 Yin và đồng nghiệp đã thực hiện liên đới lượng tử ở khoảng cách 1203 km (theo Science ).

2 /  Các nhà vật lý thực nghiệm tại NIST đã phát triển những detector bảo đảm ghi đo hơn 2/3 những hạt liên đới  sử dụng những chất liệu siêu dẫn . Những detector này có khả năng ghi đo được hơn 90% các hạt bay đến , như vậy loại trừ khiếm khuyết trong đo đạc.

KẾT LUẬN 

Như vậy liên đới lượng tử tồn tại. Điều quan trọng là liên đới lượng tử có khả năng mở ra rất nhiều hướng trong công nghệ lượng tử ( viễn tải lượng tử, mật mã lượng tử (quantum cryptography) ,bảo mật thông tin , …).

Những tiến bộ trong  liên đới lượng tử dẫn đến khả năng phát triển nhiều dạng mới trong việc phát triển mạng thông tin cho internet lượng tử , các mạng này vượt qua khả năng các mạng cổ điển . Internet lượng tử đảm bảo những trao đổi thông tin bảo mật, sự đồng bộ (synchronisation) các đồng hồ và nhiều nhiệm vụ tinh tế khác. 

Đã hơn 80 năm khi lý thuyết lượng tử manh nha dẫn đến những điều kỳ lạ trái với trực giác  vật lý .Các thí nghiệm vật lý đã làm người xét lại trực giác cổ điển để tiếp cận với  nhiều cửa sổ lượng tử mới giúp khám phá thế giới mà thậm chí cả Einstein lẫn Bell cũng không tiên đoán hết được. Cuộc cách mạng âm thầm mà Bell bắt đầu đang ở trong thời kỳ phát triển mạnh mẽ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1] Ronald Hanson & Krister Shalm, PAS D’ECHAPPATOIRE POUR  L’INTRICATION,tc Pour la Science hors series số tháng 5&6 2020.

[2] CAO CHI ,VẬT LÝ HIỆN ĐẠI ,

https://www.facebook.com/notes/chi-cao/t%C3%ADnh-kh%C3%B4ng-%C4%91%E1%BB%8Bnh-x%E1%BB%A9-kh%C3%B4ng-hi%E1%BB%87n-h%E1%BB%AFu-trong-v%E1%BA%ADt-l%C3%BD/2612178202337251/