脆弱的量子纠缠可能在化学反应的混乱中幸存下来

研究人员发现，奇怪的量子现象可以在化学反应的破坏中幸存下来。 这最终可能对新兴量子技术有用，或者揭示自然界中令人惊讶的量子性。

“通常，人们将化学反应描述为非常混乱的事情：你把一大堆原子放在那里，它们会做一点‘舞蹈’，然后当产物形成时，它们就会飞出去，”说 Lingbang Zhu 在哈佛大学。 他和他的同事着手研究这对分子的量子特性有何影响。

量子物体既可以充当粒子，也可以充当波。 研究人员关注的是一种称为相干性的特性，它反映了分子的波状特征。 量子纠缠与相干性密切相关，它使物体即使相隔很远的距离也能密不可分地联系在一起。 因此，该实验提供了对化学反应过程中纠缠命运的深入了解。

分子的量子特性在极低的温度下最为突出，因此研究人员在绝对零以上仅十亿分之一度的温度下研究了钾和铷原子。 为了实现这种冷却，他们将原子放置在一个无空气的室中，并应用激光束、磁场和微波脉冲的精确组合来冷却它们并将它们组合成分子。

这些分子自发地发生化学反应，但朱和他的同事小心地控制了它们的初始量子态，包括它们的相干性和纠缠。 反应后，他们评估了所得产物的量子特性。 这些分子成功地保持了它们的相干性，或者说波状特性，以至于它们相互重叠和干扰，就像两个波峰和波谷不匹配的传统波一样。

Yong Chen 印第安纳州普渡大学的科学家表示，这样的实验为量子研究的新阶段打开了大门，科学家们不仅被动地发现量子特性，而且还寻找控制它们的方法。 然而，他说，未来的实验仍然可以更直接地诊断分子的纠缠。

朱说，该团队目前正在研究如何利用分子的量子特性来控制反应产生的产物种类或数量，并收集自然界中发生的化学反应是否可能包含比之前想象的更多量子性的线索。