量子传输技术 以光子研究为基础的量子理论极限测试

来自三所英国大学的科学家和来自欧洲各地的五位科学家将测试一项基础物理法则，该项目是一项预算为440万欧元的重要欧洲研究项目的一部分。

来自贝尔法斯特女王大学、南安普敦大学和伦敦大学学院（伦敦）的专家已经与奥尔胡斯大学、代尔夫特大学、的里雅斯特大学的多位研究专家以及INFN（意大利国家物理学会）、OAW（奥地利）和英国M Squared公司组成了一个研究联盟，该联盟将测试量子力学核心原理之一的极限。

以的里雅斯特大学为首的名为“测量大尺度下量子力学的限制”（TEQ）的联盟已经设计了一个规模庞大的实验来测试所谓的量子叠加原理（QSP）：在同一时间内，该法则允许微观系统出现在两个不同的、完全可区分的构型中。

在微观层面，QSP的有效性已被科学家所接受，并已得到大量的数据证实。量子传输技术自20世纪80年代以来，未经证实的理论表明，存在一种普遍的背景噪声，会破坏较大物体（例如使用光学显微镜可以观察到的粒子）的QSP。

TEQ将使用激光来测试量子力学的核心原理

尚未确定的量子尺度

实验将使用一个微小的玻璃粒子，在温度接近绝对零度的条件下，真空中的电场将使玻璃粒子悬浮。激光将被射到粒子上，进而产生的散射将作为粒子运动的轨迹被仪器测量并记录。如果粒子没有运动，就意味着量子力学在这个尺度下仍然适用，并且不存在普遍的背景噪声。

但是，如果检测到粒子的移动，则表示存在背景噪声，从而妨碍了QSP在这个尺度下的应用。这将意味着量子理论实验观测的首次失败，对量子力学的应用尺度设定了限制，并且对基于量子原理的任何物理系统在大尺度下的应用都有影响。

贝尔法斯特女王大学数学与物理学院的Mauro Paternostro教授表示：“我们的研究计划证明我们不必处理极小的系统就可以观察到量子效应，这就避免了目前量子技术的主要局限性。”

“如果你能证明量子理论能够应用于尺度更大的系统，它将提供一种更加强大的信息处理方式：计算机中的所有芯片和集成系统可以缩小到更小的尺寸，我们将能够掌控日常应用的量子，这意味着这些大型网络将拥有更快的数据处理速率、更大的内存和更快的数据传输速率。”

南安普顿大学的Hendrik Ulbricht教授表示：“在我们日常生活中发生的绝大多数现象和事件都可以用牛顿所建立的物理学定律来解释，但是微观世界服从量子力学的规则，这些规则非常奇怪因为它们看起来似乎是与我们的直觉相违背的。”

“在宏观物体中观察量子行为是否可能，这是量子物理学中一个未解决的问题。如果事实证明我们的理论是正确的话，这最终可能为我们开辟一条新路，让我们在超越微观世界的更大的物理系统中利用量子力学的惊人特性。我们即将踏上一段非常激动人心的旅程。”

如果实验证明量子力学可以应用于更大尺度的系统，则在宇宙空间中能够更容易地使用量子技术，其中卫星将被用于传输量子信息，而不仅仅依靠地面或海底的光纤。其他潜在的应用包括超敏感测量设备的发展，在测量重力影响时可能优于现有的传感器。