從你那里拿走一些東西，剩下的會比原來的還多？不要驚訝，這不是橘子，而是量子。意大利科學家的一項最新研究發(fā)現(xiàn)，從一束激光中去除一個光子，剩余的光子可能比原來的還多。這是科學家首次利用實踐證實量子物理中的一個基本規(guī)則——量子非交換效應(quantum non-commutative effect)。該研究成果照亮了通往量子加密技術的道路，相關論文發(fā)表在9月28日的《科學》雜志上。
      從理論上來說，科學家已經(jīng)知道，按照不同的順序進行量子操作會導致不同的結果。這從海森堡測不準原理(Heisenberg uncertainty principle)可見一斑。該原理認為，不可能同時確定一個粒子的精確位置和動量，因為要測量這兩個量必定會影響到粒子的屬性。而該理論的數(shù)學表達式說明，測量位置和動量的先后順序會影響得到的結果。

      在最新的研究中，意大利應用光學國家研究所(National Institute of Applied Optics)的Marco Bellini和同事利用實驗驗證了這一怪誕的問題。他們將一束激光穿過旋轉的玻璃盤，這會在一定程度上增加該定向激光的混亂狀態(tài)。盡管無法知曉激光束中光子的精確數(shù)量，但科學家可以通過量子態(tài)探測器確定光子的平均數(shù)量。隨后，利用一種已被證實的技術，研究人員對激光束進行了兩次操作——先加入一個光子再去除一個光子，以及先去除一個再加入一個。結果發(fā)現(xiàn)，兩次實驗最終測得的光子平均數(shù)量并不相同。
      值得注意的是，在某些條件下甚至還會出現(xiàn)這樣的情況，即去除一個光子后，激光束的平均光子數(shù)量還會增加。Bellini說，“不要忘了這是量子層面，如果研究的是乒乓球就不會這樣了?！?BR>      美國羅徹斯特大學的Robert Boyd評價說，“這項實驗進行得很漂亮，它是我所知曉的對非交換量子理論最直接的驗證。”此外，Boyd對Bellini的認識表示了認同，實驗中添加或減少光子的技術原則上可應用于設計光線，從而為利用量子方法進行信息加密帶來不可思議的幫助。