时域中氦中电子间相干和纠缠的三态模型。1 之间的谐振驱动和 2p0的状态 He 影响能量为 ≈E 的出射波包的时间延迟。重要的最终通道包括直接单电离 （DSI） 导致 He（1++） 和自由电子，以及 He （2+p0).信用：物理评论快报 （2024）。DOI： 10.1103/PhysRevLett.133.163201

量子理论描述了在极短的时间尺度上发生的事件。在过去，此类事件被认为是“瞬间”或“瞬间”：电子围绕原子核运行——在下一刻，它突然被一道闪光撕裂。两个粒子碰撞——在下一刻，它们突然被“量子纠缠”。

然而，今天可以研究这种几乎“瞬时”效应的时间发展。TU Wien（维也纳）与来自中国的研究团队合作，开发了可用于模拟超快过程的计算机模拟。这使得找出量子纠缠是如何在阿秒的时间尺度上产生的成为可能。

研究结果现已发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上。

如果两个粒子是量子纠缠的，那么单独描述它们是没有意义的。即使您非常了解这个双粒子系统的状态，也无法清楚地说明单个粒子的状态。

“你可以说粒子没有单独的属性，它们只有共同的属性。从数学的角度来看，它们牢牢地属于一起，即使它们位于两个完全不同的地方，“维也纳工业大学理论物理研究所的 Joachim Burgdörfer 教授解释说。

在纠缠量子粒子的实验中，科学家通常对尽可能长时间地保持这种量子纠缠感兴趣，例如，如果他们想将量子纠缠用于量子密码学或量子计算机。

“另一方面，我们对其他事情感兴趣——首先找出这种纠缠是如何发展的，以及哪些物理效应在极短的时间内起作用，”当前出版物的作者之一 Iva Březinová 教授说。

研究人员观察了被极强和高频激光脉冲击中的原子。一个电子从原子中扯出并飞走。如果辐射足够强，原子的第二个电子也可能受到影响：它可以转变为具有更高能量的状态，然后以不同的路径绕原子核运行。

因此，在激光脉冲之后，一个电子飞走，另一个电子留在能量未知的原子中。“我们可以证明这两个电子现在是量子纠缠的，”Burgdörfer 说。“你只能一起分析它们——你可以对其中一个电子进行测量，同时了解另一个电子的一些信息。”

研究团队现在已经能够证明，使用结合两种不同激光束的合适测量方案，可以实现电子飞走的“诞生时间”，即它离开原子的那一刻，与留在后面的电子的状态有关的情况。这两个性质是量子纠缠的。

“这意味着飞走的电子的诞生时间原则上是未知的。你可以说电子本身不知道它是什么时候离开原子的，“Burgdörfer 说。“它处于不同状态的量子物理叠加中。它使原子处于更早和更晚的时间点。

它“真正”是哪个时间点无法回答——这个问题的“实际”答案在量子物理学中根本不存在。但答案是量子物理学上与原子中剩余的电子的状态（也是不确定的）有关。如果剩余的电子处于能量较高的状态，那么飞走的电子更有可能在早期的某个时间点被撕裂;如果剩余的电子处于较低能量的状态，那么飞走的自由电子的“诞生时间”可能更晚——平均约为 232 阿秒。

这是一个几乎难以想象的短时间：一阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一。“然而，这些差异不仅可以计算，还可以在实验中测量，”Burgdörfer 说。“我们已经在与想要证明这种超快纠缠的研究团队进行谈判。”

研究表明，将量子效应视为“瞬时”是不够的。只有当人们设法解决这些效应的超短时间尺度时，重要的相关性才会变得可见。

“电子不只是从原子中跳出来。可以说，这是一个从原子中溢出的波，这需要一定的时间，“Březinová 说。“正是在这个阶段发生了纠缠，然后可以通过观察两个电子来精确测量其影响。”

更多信息：江，Wei-Chao 等人，时间延迟作为电子间相干和纠缠的阿秒探针。物理评论快报 （2024）。DOI： 10.1103/PhysRevLett.133.163201

期刊信息： Physical Review Letters