引力引發糾纏:薛丁格-牛頓兩體模型中的意外效應

编辑者: Aleksandr Lytviak

兩顆在空間中彼此分離的量子粒子,在沒有光子或場域媒介的情況下,竟突然表現得像是狀態緊密相連一般。這是一項針對薛丁格-牛頓兩體模型進行的理論研究所得出的結果。傳統上被視為量子退相干來源的引力,在此處反而扮演了產生量子糾纏的角色。

這項研究由一群理論物理學家完成,並於 2026 年 5 月以預印本形式發表於 arXiv 平台。作者探討了兩個具有質量的粒子,各自由受牛頓引力位能影響的波函數所描述。與標準量子力學不同,該模型直接將引力交互作用納入薛丁格方程式,而無需動用量子引力理論。計算結果顯示,初始處於分離狀態的粒子,在有限的時間內便會演化成糾纏態。

其關鍵機制可以這樣理解:每個粒子都會在時空中產生微小的引力「凹痕」,而另一個粒子不可避免地落入其中,進而改變自身的波函數。這種結果產生了一種若不考量引力相互影響便無法解釋的關聯性。這就像冰面上的兩位花式滑冰選手,儘管從未接觸,卻彷彿被一根無形的線牽引著,動作達成同步。

此一效應改變了我們對引力在量子世界中所扮演角色的認知。若此模型成立,即便是微弱的引力場也能為量子運算與資訊傳輸提供資源。這為未來的實驗開闢了新路徑,屆時量子糾纏可能不再由雷射或超導體誘發,而是源自地球重力或實驗室內的質量交互作用。

該研究目前仍屬理論階段,作者也強調未來需透過實驗觀測進行驗證。儘管如此,現有的發現已清楚表明:引力不再僅是量子相干性的破壞者,而是量子關聯的積極參與者。

因此,即便是在極其簡單的兩體系統中,牛頓引力也展現出織就量子聯繫的能力,而這種聯繫過去通常被認為僅存在於電磁或自旋交互作用中。

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來源

  • Entanglement generation in a two-body Schrödinger--Newton model

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