量子心灵感应 、基于激光的时间晶体
、来自真空的光和一个“不真实 ”的宇宙——这些是我们在 2022 年遇到的量子领域最令人敬畏（也非常难以理解）的发现。

量子世界处处违背常识 。经过数十万年的生物进化 ，我们现代人的大脑难以理解我们熟悉的自然环境之外的事物
。理解捕食者在草原上追逐猎物很容易；了解大多数在量子尺度上发生的事情可能需要多年的大量学术研究和大量的数学知识。因此
，物理学家每年都会提出令人难以置信的新想法和发现，这些想法和发现是从现实的深层基础中收获的 ，远远超出了我们的感知范围
，这也就不足为奇了 。在这里，重点介绍了 2022 年以来我最喜欢的一些内容
。

宇宙有点虚幻

今年的诺贝尔物理学奖颁给了花费数十年时间证明宇宙不是真实的研究人员——用幽默家道格拉斯亚当斯的话来说 ，这一壮举“让很多人非常愤怒
，并被广泛认为是一个糟糕的举动。
” 任何物体——例如苹果——只能受其周围环境的影响，而不受宇宙另一端发生的事情的影响 。“真实”意味着无论以何种方式观察 ，每个物体都具有确定的属性——再怎么眯眼也无法将苹果从红色变成绿色
。除了对纠缠粒子进行仔细、反复的实验外，最终表明这种看似合理的限制并不总是适用于量子领域
，这是我们可以测量的最基本的现实水平。如果您不确定局部现实主义的消亡对生命 、宇宙以及一切事物究竟意味着什么，请不要担心：您并不孤单——物理学家也感到困惑 。

激光创造时间晶体是打开更高维度的钥匙

尽管看起来像是经典科幻电影的情节元素 ，但今年早些时候发表的两篇不相关的论文描述了在量子前沿利用光的完全反射的方法。在一项研究中
，研究人员报告了有史以来第一次构建基于激光的时间晶体，这种量子系统在时间上而非空间上表现出类似晶体的周期性结构
。另一方面 ，一个团队详细描述了激光脉冲的精确模式如何诱导离子串表现得像占据两个时间维度的前所未见的物质相. 前一项研究可能会产生廉价
、坚固的微芯片
，用于在实验室外制造时间晶体。后者提出了一种提高量子计算机性能的方法 。不过，对于我们大多数人来说 ，这些研究可能最有助于在鸡尾酒会上显得漂亮
。

量子心灵感应征服了一场无与伦比的比赛

Mermin-Peres 魔方 (MPMS) 游戏是一种只有不玩才能获胜的比赛。数独的这种令人沮丧的亲戚涉及两名参与者轮流将 +1 或 –1 的值添加到 3×3 网格中的单元格以协作实现获胜条件 。虽然玩家必须协调他们的行动才能成功
，但他们不允许交流
。即使每个人都猜对了对方的着法，两人也只能在九轮游戏中赢下八轮——除非他们玩的是量子版本。如果使用量子位（可以在 +1 和 –1 之间交换值）来填充每个单元格 ，理论上
，两名玩家可以通过避免所有九轮的冲突动作来完成完美的运行 。然而，在实践中 ，正确猜测每一步棋的几率微乎其微
。量子伪心灵感应。7 月，研究人员发表了一篇论文
，报告了他们成功地在现实世界中演示了该策略以实现完美的性能 。这也不全是乐趣和游戏：此类工作探索了纠缠粒子之间如何共享信息的基本限制
。

测试无法测试的 UNRUH 效应

根据量子场论的原则——爱因斯坦的狭义相对论与用来模拟亚原子粒子行为的量子力学之间的不稳定结合——真空空间实际上并不是空的。相反，我们所感知的虚空充满了重叠的能量场 。这些场的波动可以从“无 ”中产生光子、电子和其他粒子。在这种奇怪的情况下预计会出现的各种奇怪现象中 ，最奇怪的可能是安鲁效应
，这是一种由任何加速通过真空的物体召唤的幽灵般粒子的温暖裹尸布
。以理论家 Bill Unruh 的名字命名，他在 1976 年描述了它 ，这种效应非常微妙
，以至于尚未被观察到。如果4 月份提出实验，这种情况很快就会改变成功执行 。该实验涉及通过一个强烈且精心配置的电磁场加速单个电子
。提议者说 ，这种设置应该会降低安鲁效应明显显现的加速阈值
，从而增加瞥见其难以捉摸的量子辉光的机会。

量子自旋的新视角

并非所有量子物理学的反直觉都与自然原因有关 。可以说，有些更像是自己造成的 ，这是由于研究人员在如何命名和描述某些现象时做出了有问题的选择
。考虑量子“自旋
”的情况
，这是贴在基本粒子固有的角动量上的标签。这个术语令人困惑，因为这样的粒子不能物理旋转——如果它们只是旋转的亚原子陀螺仪 ，它们的旋转速度将快得令人难以置信，远远超过光速 。但是量子自旋对于解释观察到的电子和其他粒子的行为至关重要：虽然它们实际上可能不是物理自旋
，但粒子显然在做某事. 确切地说，“某物”是什么可以通过数学方程式最准确地捕捉到 ，但它的因果物理基础仍然模糊不清
。一个相对较新（且极具争议性）的假设诉诸于量子场论来进行解释。在这个提议中
，粒子（由量子场的波动产生）从它们的原始场获得自旋（角动量），有点像涡轮机被风旋转 。“如果这就是角动量所在的地方 ， ”有文章指出
，“电子旋转速度超过光速的问题就消失了；携带电子自旋的场区域远大于据称点状电子本身
。
”

来自：烤屁忍者派大星