两个大质量粒子间的引力诱导纠缠足以证明引力中的量子效应
量子物理
2017-12-20 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
所有现有的量子引力方案都有一个共同的深层问题。它们的预测在实践中极难检验。与电磁场不同，引力场中的量子效应异常微小。根本原因在于引力耦合常数比支配光-物质相互作用的精细结构常数大约小43个数量级。例如，引力子——某些量子引力方案预言的引力场能量量子——的检测被认为实际上不可能。在本快报中，我们采用一种根本不同的量子信息论方法，规避了量子引力难以检验的问题。我们提出一个实验，通过用两个各自处于两个位置叠加态的质量来探测引力场，以见证引力场中的类量子特征。首先，我们证明这样一个事实：任何能够在两个量子系统之间介导纠缠的系统（例如场）其自身必须是量子的。该论证具有一般性，不依赖于任何特定动力学。然后，我们提出一个实验来检测通过引力相互作用在两个质量之间产生的纠缠。根据我们的论证，质量之间的纠缠程度是介导相互作用的场量子化的间接见证。值得注意的是，该实验不需要对引力本身进行任何量子控制。它也比其它方案（如探测引力子或探测量子引力真空涨落）更接近实现。
引用
@article{arxiv.1707.06036,
title = {Gravitationally-induced entanglement between two massive particles is sufficient evidence of quantum effects in gravity},
author = {Chiara Marletto and Vlatko Vedral},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06036},
year = {2017}
}