回到家的林墨,并没有立即开始筹备新直播。
他先花了两天时间,消化“淬火”项目初期反馈的技术简报——尽管那些简报已经做了大幅简化处理,但其中透露出的研究方向和初步实验数据,依然让他这个“半吊子”感到震撼。国家的科研机器一旦瞄准某个目标,其推进速度远超常人想象。
“已经有人在尝试用离子束辐照我提供的那些薄膜样品了……同步辐射光源那边也排上了队……”林墨浏览着加密平板上的信息,“效率真高啊。”
不过,简报也明确指出,最大的理论瓶颈在于:如何证明“利用环境应力稳定的缺陷态”能够可靠地编码和读取信息?这不仅仅是材料科学问题,更涉及到对量子态操控、拓扑序表征等一系列基础物理的深刻理解。
“得给他们一个更直观的‘玩具’。”林墨思忖着,“一个能让人‘看见’量子纠缠、理解非局域性关联的演示装置。不用太复杂,但必须足够震撼、足够‘整活’。”
他打开了系统界面。在【极端环境数据存储技术】的附属资料库中,确实有一小节提到了“基于纠缠态的分布式存储单元同步校验”概念。虽然只是理论设想,但其中涉及的量子纠缠产生、分发和测量部分,如果剥离出来简化再简化……
“系统,”林墨在心中默念,“有没有那种……看起来特别不正经,但能演示量子纠缠基本特性的‘整活道具’设计方案?”
系统沉默了片刻,弹出一个新窗口:
【检测到宿主需求。正在匹配‘趣味科普级’量子演示装置方案……匹配完成。】
【道具名称:量子猫铃套装(青春版)】
【组件:纠缠光子对发生器(微型化、低功耗)、双通道单光子探测器(灵敏度阉割版)、无线数据传输模块、两只定制毛绒玩具猫(内置微型振动马达及led眼睛)。】
【功能:在a猫玩具内部发生特定事件(如摇晃、按压)时,通过纠缠光子对的量子态关联,b猫玩具会以预设方式(振动、发光)做出“同步”反应。实际原理为:a事件触发测量,塌缩的量子态信息通过经典信道(无线模块)传输至b端,b端根据接收到的信息模拟“同步”。但纠缠光子对的产生和分发过程真实存在,可供观测。】
【备注:本装置为教学演示用具,纠缠对产生率极低,信噪比差,延迟明显,且“同步”反应实为经典通信模拟。但核心的纠缠源部分真实有效,可供验证量子纠缠的基本特性。附赠“薛定谔的盒饭”扩展创意:将猫玩具置于密封餐盒,观察前状态未知,打开后“猫死猫活”(灯光变化)由观测行为决定——此部分完全为整活效果,无实际量子过程。】
【制作要求:需基础光学实验设备、常见电子元器件。系统提供详细图纸及调试指南。】
林墨眼睛亮了。
就是这个!表面上看,是个幼稚的“猫玩具远程同步”整活,甚至大部分“同步”效果是用经典无线电模拟的,足够沙雕、足够不靠谱。但其中内置的真实纠缠光子对发生器和探测器,却是实打实的量子技术入门装置。只要有心人——比如“淬火”项目组里那些眼尖的专家——能注意到直播中可能不经意间展示的纠缠验证实验(比如贝尔不等式测试的简陋版),就能立刻意识到:这个整活主播手里,有制造和操控纠缠态的能力!
而纠缠态,正是实现量子存储、量子通信乃至未来量子计算的核心资源之一。虽然这个“猫铃套装”产出的纠缠对又少又脆弱,但其技术路径本身,就价值连城。
“还得加点料。”林墨摸着下巴,“光是玩具同步太单薄了……得把‘存储’的概念也揉进去。比如……纠缠态的‘记忆’?”
他仔细研究系统提供的图纸。纠缠光子对发生器采用自发参量下转换(spdc)原理,用一块特殊的非线性晶体(β相偏硼酸钡,bbo)在激光二极管照射下,偶尔会产生一对偏振态相互纠缠的光子。这部分是真实的量子过程。然后这两光子分别被引向两个玩具猫内部的探测器(简化版的单光子雪崩二极管,spad)。理论上,如果只测一个光子的偏振,结果是随机的;但如果对比两个光子的测量结果,则会发现它们总是相关的(比如总是正交,或总是相同,取决于纠缠态类型)。
但在“青春版”设计中,为了直播效果稳定,系统建议直接用一个光子的测量结果作为触发信号,通过无线模块发送给另一个玩具,让另一个玩具的led和马达做出相应反应。这样观众看到的就是“神奇同步”。而真实的纠缠验证实验,需要更精密的符合计数和统计分析,不适合直播。
“那就……直播时以‘整活失败’的形式,把真实数据暴露出来?”林墨琢磨着,“比如,声称要演示‘心灵感应猫玩具’,但中间‘设备故障’,屏幕上跳出一堆看不懂的‘乱码’(其实是符合计数仪的原始数据流),然后我恼羞成怒开始瞎调试,不小心调出了光子符合的直方图……”
他越想越觉得可行。量子领域的实验数据对普通人来说就是天书,但对专业人士而言,一个符合峰的出现就足以说明一切。
接下来一周,林墨开始了“艰苦”的准备工作。他先是在直播里预告:“家人们,我受到了神秘启示,要挑战制作‘量子纠缠猫玩具’!让两只猫隔空同步!如果成功,这将是人类宠物玩具史上的革命!如果失败……嗯,反正我经常失败。”
评论区一片“哈哈哈”和“坐等翻车”。
然后他开始“展示”采购的“高端”材料:从玩具反斗城买来的两只丑萌的电动猫玩具(会摇尾巴、眼睛发光的那种),从电子市场淘来的二手激光笔、几个透镜、一堆电线电路板、还有一块“看起来像冰糖”的bbo晶体(他声称是“特殊光学冰糖”,用于产生“爱的共振”)。
工作台再次被改造成杂乱无章的“实验室”。林墨戴着焊锡时用的夸张护目镜(其实是泳镜),拿着电烙铁的手“微微颤抖”,背景音乐是《欢乐颂》混搭着猫叫音效。
“首先,我们要改造这两只可爱的小猫咪!”林墨对着镜头,一手抓着一只玩具猫,表情严肃,“我要给它们装上‘量子感应器’!也就是……这几个从旧遥控器里拆下来的红外接收管!别问,问就是量子技术都用红外线!”
他笨手笨脚地拆开玩具猫,把原来的简单电路扯得乱七八糟,然后把自己设计的板子塞进去。新板子上最显眼的是几个光电二极管和一个小型振动电机,但角落里其实焊接了真正的spad探测器前置放大电路(做得非常迷你且不起眼)。bbo晶体和激光二极管被封装在一个黑色小盒子里,用光纤分别连接到两只猫的“眼睛”(实际上是探测器入口)。
“这个是‘量子纠缠发生器’!”林墨隆重推出那个黑盒子,上面贴着一张手绘的、歪歪扭扭的“太极图”,“原理是……呃,激光照在这个‘量子冰糖’上,就会劈裂成两个‘心心相印’的光子!一个去找左边猫咪,一个去找右边猫咪!当左边猫咪被摇晃时,它的光子就会……就会告诉右边猫咪的光子:‘嘿,兄弟,我这边动了!’然后右边猫咪就也动了!这就是量子纠缠!爱因斯坦称之为‘鬼魅般的超距作用’!今天我就要让它为猫咪服务!”
这番漏洞百出、比喻荒诞的解说,逗得直播间观众前仰后合。
【墨哥,量子物理老师正在提刀赶来的路上!】
【鬼魅般的超距作用用来同步猫玩具?爱因斯坦的棺材板压不住了!】
【那个‘量子冰糖’真的不是你在厨房顺的吗?】
【坐等爆炸\/哭笑】
林墨无视弹幕,开始了“艰难”的组装和调试过程。镜头前,他不断“失误”:焊错线路导致猫玩具冒烟(其实是故意放的烟雾饼)、激光调歪了照到墙上(其实在调整准直)、bbo晶体“不小心”掉地上(早已换成仿制品,真品收好了)……
直播效果拉满,节目效果爆炸。
但在镜头拍不到的角落,林墨小心翼翼地将真正的纠缠源组件调试到可以工作的状态。系统提供的调试指南非常详细,甚至包含了如何用最常见的示波器(他也“恰巧”有一台老旧型号)观察符合计数的技巧。他将真实的符合计数仪输出端,悄悄接入了直播用的电脑,但平时用一个开关屏蔽,屏幕上只显示他预设的、模拟的“同步控制软件”界面——那界面做得花里胡哨,充满各种中二特效,比如两只像素猫的“心灵连接动画”。
三天后,“大功告成”。
两只经过“魔改”的玩具猫被摆在桌子两端,相隔大约三米。它们的外表更加滑稽了——身上挂着乱七八糟的电线,眼睛被改成光纤接口闪着微光,屁股后面还拖着一条电源线。
“家人们!见证奇迹的时刻到了!”林墨深吸一口气,表情夸张如赌神,“现在,左边这只,叫‘薛定谔’。右边这只,叫‘爱因斯坦’。它们之间,已经通过我亲手打造的‘量子猫铃’系统,建立了纠缠!”
他先演示“经典”部分:按下左边猫玩具的一个按钮,右边猫的尾巴立刻摇起来,眼睛闪烁。“看到没有!无线遥控!呃不对,是量子感应!”
然后,他进入“正戏”。
“但无线遥控太低级了!”林墨一本正经地胡说,“我们要测试真正的、不受距离影响的量子纠缠!所以,我要用这个——”他拿出一个纸箱,罩住了右边的猫玩具“爱因斯坦”,“把它关进‘黑箱’,隔绝一切经典信号!理论上,如果纠缠是真的,无论箱子怎么隔绝,当我摇晃左边的‘薛定谔’时,箱子里的‘爱因斯坦’也会同步反应!”
这当然是扯淡。量子纠缠不传递经典信息,更不可能用来遥控玩具。但观众不知道,林墨要的就是这个误解。
“现在,我数三二一,同时摇晃‘薛定谔’,并打开箱子看‘爱因斯坦’!”林墨将手放在左边猫玩具上。
弹幕开始刷屏。
【墨哥,量子力学不是这么玩的……】
【我已经预感到翻车了。】