维也纳技术大学 (TU Wien) 的科学家与中国同事共同开展的一项研究揭示了量子纠缠如何在阿秒（十亿分之一秒）的时间尺度上形成。

量子纠缠是一种现象，其中两个物体（例如粒子）变得非常紧密地相关，以至于它们的状态无法单独描述。即使这些粒子位于不同的地方，它们仍然是单个系统的一部分。这种纠缠究竟是如何产生的，特别是在短时间间隔内，这个问题至今仍未得到解决。

量子物理学

由 Joachim Burgdorfer 教授和 Iva Brezinova 教授领导的科学家团队专注于研究暴露于强激光脉冲的原子。这种撞击的结果是，一个电子从原子中“撕裂”出来并飞走了，而第二个电子则留在原子中，但状态发生了改变。值得注意的是，这两个电子发生了量子纠缠：为了准确分析它们的行为，必须将它们视为一个实体。

通过一种特殊的测量协议，专家们能够确定离开原子的电子的“诞生”时间与剩余电子的状态有关。这种状态是可以测量的，它提供了关于离开电子的行为的信息，尽管电子本身并不“知道”它在什么时候离开原子——它的“诞生时间”是几个时间时刻的叠加。如果剩余的电子处于更高的能态，那么另一个电子早就被撞出了原子。如果剩余电子的状态是低能，那么电子会在稍后，大约 232 阿秒后离开原子。

这一发现让我们能够更好地理解以前被认为是瞬时的量子效应。例如，电子从原子中发射出来并不是在一瞬间发生的：它的行为可以描述为逐渐离开原子的波。此时两个电子就会发生纠缠，之后就可以进行测量。

了解这种超短时间过程将有助于进一步研究量子物理，并可能在量子计算机和密码学等领域具有实际应用，因为量子纠缠在这些领域起着关键作用。科学家目前正在与实验室合作，打算进行实验来证实这些超快量子效应。

科学家的工作为研究和理解量子现象开辟了新的视角，证明即使是最短的时间间隔也能对包括量子纠缠在内的复杂效应的出现发挥重要作用。