彷彿想像兩個光子糾纏在一起還不夠難似的，物理學家竟然成功地將三個光子糾纏在一起。糾纏是一種反直覺的量子物理現象，在這種現像中，一個粒子會影響所有其他與其糾纏的粒子——即使這些粒子相距甚遠。例如，如果一個粒子處於某種狀態，其他粒子也可能處於相同的狀態。然而，在這種情況下，每個光子（即光粒子）都具有相同的偏振方向——要么是水平偏振，要么是垂直偏振。
通常情況下，一次糾纏兩個光子會比較容易。包括本團隊在內的一些研究實驗室先前已成功糾纏三個或更多光子。然而，這項新研究創造出的三重態比以往的糾纏更加穩定。這種穩定性意味著糾纏光子距離實際應用又更近了一步（儘管距離真正應用還有很長的路要走）。研究人員希望，未來糾纏光子能夠應用於量子電腦或通訊技術。
為了建構糾纏三重態，來自加拿大、美國和瑞典的研究人員首先使用了一個同時具有水平和垂直偏振的藍色光子。能夠同時保持兩種狀態是量子粒子的另一個特性，這也是電腦科學家對量子物理學感興趣的原因。能夠同時保持兩種狀態的粒子，其儲存資訊的能力可能比一次只能儲存一種狀態的經典電腦更強。
研究團隊將一個量子藍光子送入一塊晶體，晶體將其轉化為兩個能量較低的紅色糾纏光子，這兩個光子的偏振方向相同——要么是水平偏振，要么是垂直偏振。接下來，他們將其中一個紅色光子送入另一塊晶體，晶體將其轉化為兩個能量較低的紅外線糾纏光子。碰巧的是，這些紅外線光子仍然與剩餘的紅色光子糾纏在一起，於是，三個糾纏光子就此誕生。
進一步的測試表明，這三重態確實處於糾纏狀態，而要正確實現這一點非常罕見。過程的第一步產生兩個糾纏光子的機率只有十億分之一。然後，過程的第二步產生糾纏三重態的機率也只有百萬分之一。
該國際團隊本週在《自然·光子學》雜誌上發表了一篇關於他們研究成果的論文。
