量子纠缠的出现是自然界中最快的过程之一。维也纳技术大学的科学家表示，使用特殊技巧，可以在阿秒级上研究这一过程。量子理论描述了在极短时间尺度上发生的事件。过去，此类事件被视为“瞬间”或“瞬时”：电子绕原子核旋转 - 下一刻它突然被一道闪光撕裂。两个粒子相撞 - 下一刻它们突然“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。维也纳技术大学与中国研究团队合作开发了可用于模拟超快过程的计算机模拟。这使得人们有可能找出量子纠缠如何在阿秒的时间尺度上产生。结果现已发表在《物理评论快报》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。即使你非常了解这个双粒子系统的状态，你也无法清楚地说明单个粒子的状态。“你可以说这些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，它们紧密地结合在一起，即使它们在两个完全不同的地方，”维也纳技术大学理论物理研究所的 Joachim Burgdörfer 教授解释道。在纠缠量子粒子的实验中，科学家通常对尽可能长时间地维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，我们感兴趣的是其他东西——找出这种纠缠是如何首先发展的，以及哪些物理效应在极短的时间尺度上发挥作用，”本出版物的作者之一 Iva Brezinová 教授说。

研究人员观察了被极强高频激光脉冲击中的原子。一个电子从原子中脱离出来并飞走。如果辐射足够强，原子的第二个电子也可能受到影响：它可以转移到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，另一个电子留在原子中，能量未知。“我们可以证明这两个电子现在是量子纠缠的，”Joachim 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。”

研究团队现在能够证明，使用一种结合两种不同激光束的合适测量协议，可以实现这样一种情况，即飞离电子的“诞生时间”，即它离开原子的时刻，与留下的电子的状态有关。这两个属性是量子纠缠的。“这意味着，原则上无法知道飞离电子的诞生时间。你可以说电子本身不知道它什么时候离开原子，”Joachim Burgdörfer 说。“它处于不同状态的量子物理叠加中。它在较早和较晚的时间点离开了原子。”它“真正”是在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。但答案在量子物理上与原子中剩余电子的状态（同样未确定）有关：如果剩余电子处于较高能量状态，那么飞走的电子更有可能在早期被撕裂；如果剩余电子处于较低能量状态，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暂时间：一阿秒是十亿分之一秒。“然而，这些差异不仅可以计算，还可以在实验中测量，”Joachim 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。”

这项研究表明，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，重要的相关性才会显现出来。“电子不会直接跳出原子。可以说，它是从原子中溢出的波——这需要一定的时间，”伊娃·布雷齐诺娃说。“正是在这个阶段发生了纠缠，随后可以通过观察两个电子来精确测量纠缠的影响。”

W. Jiang 等人，时间延迟作为电子间相干性和纠缠的阿秒探测器，Phys. Rev. Lett. 133, 163201。