Khi bạn đọc bài viết này, bạn sẽ hiểu rằng cơ học cổ điển và cơ học lượng tử dường như không hòa hợp với nhau, bởi vì thế giới siêu nhỏ này thật sự có nhiều điều kỳ lạ. Một ví dụ rõ nét là hiện tượng rối lượng tử, nơi mà trạng thái của một hạt có thể được xác định bằng cách kiểm tra trạng thái của hạt rối của nó, bất chấp khoảng cách giữa chúng. Điều này hoàn toàn trái ngược với cơ học cổ điển và thậm chí đã khiến Albert Einstein phải mô tả hiện tượng này là “hành động kỳ quái từ xa”.
Chúng ta đang nói đến khái niệm “vô địa phương lượng tử”, nơi mà các đối tượng được ảnh hưởng qua khoảng cách (có vẻ như nhanh hơn tốc độ ánh sáng) trong khi cơ học cổ điển tuân theo lý thuyết địa phương, tức là chỉ ra rằng các đối tượng bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh chúng. Đó là một sự phân chia khá rõ ràng, được giải thích qua định lý nổi tiếng không thể đạt được, được gọi là nghịch lý Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ). Nghịch lý này nêu rõ rằng lý thuyết lượng tử không thể được mô tả bởi các mô tả thực tế địa phương.
Được đặt theo tên của các nhà vật lý đã mô tả nghịch lý này vào năm 1989, nghịch lý GHZ cho thấy rằng khi các hạt chỉ bị ảnh hưởng bởi sự gần gũi, chúng sẽ tạo ra những điều bất khả thi về mặt toán học. Theo như báo New Scientist đã đề cập, nghịch lý này thậm chí có thể được biểu đạt qua một phép tính mà trong đó 1 lại bằng -1. Nghịch lý này rất hữu ích trong việc chỉ ra rằng các thuộc tính lượng tử không thể nào được mô tả bằng các phương pháp cổ điển. Gần đây, một bài báo được công bố trên tạp chí Science Advances đã quyết định tìm hiểu xem những nghịch lý này có thể kỳ lạ đến mức nào.
Cụ thể, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã muốn xem các hạt ánh sáng không cổ điển có thể kỳ diệu đến đâu, và kết quả có thể còn kỳ lạ hơn cả những gì họ đã dự đoán ban đầu. Thí nghiệm cực kỳ kỹ thuật này đã tạo ra các photon, hay còn gọi là hạt ánh sáng, tồn tại trong 37 chiều không gian. Cũng như chúng ta tồn tại trong ba chiều cộng thêm một chiều thời gian, các photon này cần đến 37 điểm tham chiếu tương tự.
“Thí nghiệm này cho thấy rằng vật lý lượng tử thực sự phi cổ điển hơn nhiều người nghĩ,” Zhenghao Liu, một đồng tác giả của nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, đã chia sẻ với New Scientist. “Có thể, 100 năm sau khi được phát hiện, chúng ta vẫn chỉ đang thấy phần nổi của tảng băng chìm.”
Thực hiện được điều này không phải là một nhiệm vụ đơn giản khi Liu và nhóm của ông cần phải đưa một phiên bản của nghịch lý GHZ vào ánh sáng đồng pha — thậm chí cả về màu sắc và bước sóng — để có thể dễ dàng thao tác các photon. Kết quả này đã dẫn đến những “hiệu ứng phi cổ điển nhất trong thế giới lượng tử” mà họ từng tạo ra.
“Chúng tôi tin rằng công trình này đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới trong tương lai,” các tác giả viết. “Chúng tôi hy vọng những phát hiện của mình có thể được sử dụng để xây dựng những lợi thế lượng tử mạnh mẽ hơn trong các hệ thống có nhiều chiều.”
Nói cách khác, nếu chúng ta chỉ mới phát hiện ra phần nổi của tảng băng, hãy tưởng tượng xem những đột phá lượng tử nào đang tiềm ẩn ngay bên dưới bề mặt.
Chúng ta đang nói đến khái niệm “vô địa phương lượng tử”, nơi mà các đối tượng được ảnh hưởng qua khoảng cách (có vẻ như nhanh hơn tốc độ ánh sáng) trong khi cơ học cổ điển tuân theo lý thuyết địa phương, tức là chỉ ra rằng các đối tượng bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh chúng. Đó là một sự phân chia khá rõ ràng, được giải thích qua định lý nổi tiếng không thể đạt được, được gọi là nghịch lý Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ). Nghịch lý này nêu rõ rằng lý thuyết lượng tử không thể được mô tả bởi các mô tả thực tế địa phương.
Được đặt theo tên của các nhà vật lý đã mô tả nghịch lý này vào năm 1989, nghịch lý GHZ cho thấy rằng khi các hạt chỉ bị ảnh hưởng bởi sự gần gũi, chúng sẽ tạo ra những điều bất khả thi về mặt toán học. Theo như báo New Scientist đã đề cập, nghịch lý này thậm chí có thể được biểu đạt qua một phép tính mà trong đó 1 lại bằng -1. Nghịch lý này rất hữu ích trong việc chỉ ra rằng các thuộc tính lượng tử không thể nào được mô tả bằng các phương pháp cổ điển. Gần đây, một bài báo được công bố trên tạp chí Science Advances đã quyết định tìm hiểu xem những nghịch lý này có thể kỳ lạ đến mức nào.
Cụ thể, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã muốn xem các hạt ánh sáng không cổ điển có thể kỳ diệu đến đâu, và kết quả có thể còn kỳ lạ hơn cả những gì họ đã dự đoán ban đầu. Thí nghiệm cực kỳ kỹ thuật này đã tạo ra các photon, hay còn gọi là hạt ánh sáng, tồn tại trong 37 chiều không gian. Cũng như chúng ta tồn tại trong ba chiều cộng thêm một chiều thời gian, các photon này cần đến 37 điểm tham chiếu tương tự.
“Thí nghiệm này cho thấy rằng vật lý lượng tử thực sự phi cổ điển hơn nhiều người nghĩ,” Zhenghao Liu, một đồng tác giả của nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, đã chia sẻ với New Scientist. “Có thể, 100 năm sau khi được phát hiện, chúng ta vẫn chỉ đang thấy phần nổi của tảng băng chìm.”
Thực hiện được điều này không phải là một nhiệm vụ đơn giản khi Liu và nhóm của ông cần phải đưa một phiên bản của nghịch lý GHZ vào ánh sáng đồng pha — thậm chí cả về màu sắc và bước sóng — để có thể dễ dàng thao tác các photon. Kết quả này đã dẫn đến những “hiệu ứng phi cổ điển nhất trong thế giới lượng tử” mà họ từng tạo ra.
“Chúng tôi tin rằng công trình này đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới trong tương lai,” các tác giả viết. “Chúng tôi hy vọng những phát hiện của mình có thể được sử dụng để xây dựng những lợi thế lượng tử mạnh mẽ hơn trong các hệ thống có nhiều chiều.”
Nói cách khác, nếu chúng ta chỉ mới phát hiện ra phần nổi của tảng băng, hãy tưởng tượng xem những đột phá lượng tử nào đang tiềm ẩn ngay bên dưới bề mặt.
