纠缠的粒子。| 图片来源：Astronomy Magazine
现如今，纠缠被认为是量子力学的基石，也是许多潜在量子技能的关键之所在。但是，量子纠缠非常的薄弱。之前，科学家只在光子或原子等微不雅观系统中不雅观测到过这一征象。若想要在更大尺度的物体上展示纠缠征象，还存在一些寻衅。
【 大小很主要 】
在开始评论辩论这些问题之前，我们须要更多地先容一点量子物理。量子物理学常日被定义为“极小”的物理学，它的研究工具每每是原子、电子和光子等眇小粒子。在量子物理学中，物体的大小真的很主要吗？委婉地说——算是吧。但事实上，在量子力学的表述中并没有任何内容规定了它只能适用于非常小的物体。
决定一个物体在运行时会遵照量子物理学中奇怪的规则，还是经典物理学中熟习的定律，究竟靠的是什么？实在，若要不雅观测到物体的量子行为，须要有两个条件条件。
第一个条件是伶仃。外在的天下充斥着来自其他物质和辐射的滋扰。如果能找到一种办法将物体与外界隔开，它就能根据量子力学的大略规则进行蜕变。一个无法将自己与滋扰隔绝开的物体，很难得到量子力学的那些丰富特性，它的运动也只能遵照我们熟习的经典物理学定律。
第二个要素是频率，即一个受限物体振动的频率。量子行为的涌现常日哀求与物体有关的能量（跟物体振动频率有关）超过与物体环境干系的能量（跟物体温度有关）。
对付第一个条件来说，纵然一个物体已经很好地与其环境分隔，但仍旧难以做到绝对的伶仃。就拿光来说，光子会与其他光子之间发生弱相互浸染，以是如果我们考虑光在靠近真空的环境中传播，那么就能算得上一个很好的伶仃系统。也就知足了第一个条件。
频率又会有若何的影响呢？与可见光干系的电场和磁场能以每秒6×1014次旁边的频率振动。在这种情形下，光子的能量远远超过了环境中可能存在的热能量。因此，极小的物体更有可能获取不雅观丈量子征象所需的条件。
【 尺度增大的实验物 】
如果不再勾留在微不雅观粒子尺度，而是上调至宏不雅观物体，我们还能不雅观测到物体表现出的量子行为吗？答案是肯定的——在最近的一项新研究中，科学家就成功的在险些肉眼可见的设备中不雅观测到了纠缠征象。
在4月25日《自然》杂志刊登的一篇论文中，芬兰阿尔托大学的 Mika Sillanpää 教授领导的研究小组已经证明，大质量物体间的纠缠是可被天生并检测的。
△ 实验中利用的两个15微米宽的由金属铝制成的“鼓面”。它们以高超声频率振动，是迄今为止表现出量子纠缠的最大物体。| 图片来源：Aalto University/Petja Hyttinen & Olli Hanhirova, ARKH Architects.
在实验中，研究职员设置了两个由金属铝制成的微型振动圆形薄膜，它们就犹如两个鼓面一样，每个含有约1012个原子。两个振动的鼓面通过超导电路而进行相互浸染，电路中的电磁场会接管环境中的所有热滋扰，只留下量子机器振动，从而将鼓面的运动转变为纠缠的量子态。与原子尺度比较，实验中用到的鼓面是真正意义上巨大且宏不雅观的：它们的直径约为15微米，与人类头发丝的粗细相称。
△ 创建和检测运动纠缠：（上）通过电磁腔耦合的两个振动镜鼓面；（下）由超导传输线谐振器组成的微波光学机器装置，两端有箭头标示的为两个振动的鼓面。| 图片来源：[1]
肃清所有形式的噪音和滋扰对实验来说至关主要，因此实验必须在靠近绝对零度（-273°C）的极低温度下进行。值得一提的是，这种实验方法能让纠缠态持续很长一段韶光，在这种情形下可以长达半小时。
【意义何在？】
科学家为什么要进行如此具有寻衅性的丈量呢？
从根本理论的角度来看，这一实验结果可被用于研究根本物理学，例如仍不胜明朗的引力与量子力学之间的相互关系问题。并且，它给了我们莫大的信心——确定了量子物理的确可以适用于更大尺度的物体。但我们无法知道，随着实验中物体的质量与大小持续增加，这一结论能否连续成立？或许有一天我们会找到答案。
从运用的角度来看，研究成果扩展了纠缠系统的范围，对量子信息处理、精确丈量、以及量子力学极限的测试都具有深远的影响。它表明了现在我们已经可以掌握能产生奇异量子态的宏不雅观机器物体。这一成果为新型量子技能和量子传感器开启了一片新的天地，虽然还很难预测这样的研究终极能带来若何的结果，但很显然的是，大质量量子系统的时期已经来临。
参考链接：
[1] https://www.nature.com/articles/s41586-018-0038-x
[2] https://theconversation.com/experiment-shows-einsteins-quantum-spooky-action-approaches-the-human-scale-95372
[3] https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/168510.php
