电子的热纠缠通过温差使电子纠缠量子认知

在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，这种现象称为缠结。像光子、电子一类的微观粒子，或者像分子一类的介观粒子，都可以观察子纠缠现象。量子纠缠具有重要的应用前景，如在通讯、计算机领域。

一个由芬兰、中国、俄罗斯、和美国的科学家组成的联合研究小组证明，温差可用于使超导结构中的电子对纠缠。该实验研究发现结果发表在今天的《自然-通讯》上，它有望在量子设备中得到强大的应用，这使我们更接近第二次量子革命的应用。

由阿尔托大学的PerttiHakonen教授领导的研究小组表明，热电效应提供了一种在新设备中产生纠缠电子的新方法。热电效应（Thermoelectriceffect）是一个由温差产生电压的直接转换，反之亦然。

Hakonen教授说：“量子纠缠是新型量子技术的基石。但是，这一概念多年来困扰着许多物理学家，其中包括爱因斯坦，爱因斯坦非常担心它所引起的怪异相互作用。”

在量子计算中，纠缠用于将单个量子系统融合为一个，从而成倍地增加了它们的总计算能力。莫斯科物理技术学院的GordeyLesovik教授解释道：“纠缠也可以用于量子密码术中，从而实现长距离信息的安全交换。”他曾多次担任阿尔托大学的客座教授。考虑到纠缠对量子技术的重要性，轻松而可控地产生纠缠的能力是研究人员的重要目标。

研究人员设计了一种器件，其中超导体上铺有石墨烯和金属电极。超导性是由被称为“库珀对”（cooperpairs）的纠缠电子对引起的。

利用温度差，研究人员使它们分裂，每个电子随后移动到不同的普通金属电极上，尽管产生的电子相距很远，但它们仍然纠缠在一起。如图所示样品的电子显微镜图像，绿色层是灰色超导体顶部的石墨烯。蓝色金属电极用于提取纠缠的电子。

除了实际意义外，这项工作具有基本的理论重要性。实验表明，库珀对分裂过程是将温度差转化为超导结构中相关电信号的一种机制。开发的实验方案也可能成为原始量子热力学实验的平台。

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