科技日報北京10月11日電 （記者劉園園）就像童話故事《金發(fā)姑娘和三只熊》中所描述的，凡事都應(yīng)有度，而不能超越極限，按照這一原則行事產(chǎn)生的效應(yīng)，人們稱之為“金發(fā)女孩效應(yīng)”。一項新研究預(yù)測，量子糾纏（物質(zhì)與光之間相互作用的狀態(tài)）也存在這種效應(yīng)，并提出宇宙在“既不太快也不太慢”的情況下起源。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，通過研究物質(zhì)和光同時存在的系統(tǒng)（包括宇宙在內(nèi)），研究人員發(fā)現(xiàn)，以適中的速度經(jīng)歷量子相變會產(chǎn)生最豐富、最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)類似于平滑、空洞的空間中的“缺陷”。研究結(jié)果發(fā)表在美國物理學(xué)會主要會刊《物理評論A》上。

　　在日常世界中，一種物質(zhì)可以在不同的溫度條件下經(jīng)歷相變，例如水可以在足夠熱或足夠冷的條件下變成水蒸氣或冰。但是在量子世界中，一個系統(tǒng)可以在絕對零度的情況下經(jīng)歷相變，只要改變光和物質(zhì)之間互相作用的量就可以。這種相變會產(chǎn)生量子糾纏。

　　科學(xué)界普遍認(rèn)為，宇宙中星團(tuán)、行星系統(tǒng)、星系等結(jié)構(gòu)的誕生源于量子相變，而且經(jīng)歷相變的速度越快，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)就越多。最新研究否定了這種說法。

　　“我們的研究認(rèn)為宇宙是在適中的速度中被‘烹飪’出來的?！毖芯空咧弧⒚绹~阿密大學(xué)物理學(xué)教授尼爾·約翰遜說。他把經(jīng)歷量子相變時光和物質(zhì)高度糾纏的結(jié)構(gòu)比作加熱牛奶和燕麥時從無到有形成的粥塊。如果以恰好的速度經(jīng)歷相變，這種結(jié)構(gòu)會更為復(fù)雜，這類似于以恰好的速度烹飪時，粥塊會更好吃。

　　該研究涉及多種規(guī)模不同的光與物質(zhì)同時存在的系統(tǒng)，而且它所預(yù)測的量子糾纏的“金發(fā)女孩效應(yīng)”可以在理想的條件下通過實驗設(shè)備實現(xiàn)。研究人員正試圖確定能夠產(chǎn)生加強的量子糾纏效應(yīng)的精確條件，以供其他研究人員在實驗環(huán)境中實現(xiàn)他們所預(yù)測的情況。

　　最新研究為如何產(chǎn)生、控制和操縱量子糾纏帶來了啟發(fā)，也為開啟超快量子計算、超安全量子密碼、高精度量子計量學(xué)以及量子態(tài)隱形傳輸?shù)认乱淮磥砑夹g(shù)提供了鑰匙。