量子糾纏 | 鬼魅般的超距作用

2021-02-08 花裡胡哨花

早上,同事A跟我說夢到老闆請吃飯,飯桌上一共A、B、C和老闆四個人。而,巧了的事就是,B和C也夢到老闆請吃飯了,與餐的人也就這四個人。不僅吃飯的人一樣,吃飯的地點都一模一樣······


純屬巧合?心有靈犀?莫非他們做夢時的腦部電磁波相遇了,糾纏到一起了?


說到這裡,大家腦海中肯定會冒出這樣一個通俗逼格又高的詞:量子力學。量子力學定義(百度百科):量子力學是描述原子和亞原子尺度的物理學理論 。微觀世界裡,粒子不是撞球,而是嗡嗡跳躍的概率論,位置具有不確定性。由此,量子力學誕生了很多怪異的概念,諸如糾纏和不確定原來。這些晦澀難懂的知識不是智商小於160的我等小輩能理解的,因此量子力學就成了玄乎又玄現象的背鍋俠。


而今天要說的就是量子糾纏。量子糾纏或稱量子纏結,是一種量子力學現象,是1935年由愛因斯坦、波爾多斯和羅森提出的一種波。簡單地說,無論相隔多遠的兩個粒子間總存在相互影響。就像世界上沒有自旋狀態一模一樣的電子,吾自旋向上,君必須自旋向下。因此,愛因斯坦更是稱量子糾纏為「鬼魅般的超距作用」。


2017年6月16日,量子科學實驗衛星墨子號首先成功實現,兩個量子糾纏光子被分發到相距1200公裡的距離後,仍可繼續保持其量子糾纏的狀態。近年來最大的科學新聞之一就是雷射幹涉儀引力波天文臺(LIGO)首次探測到由深空天文事件(黑洞合併或中子星合併)引起的極其微弱的引力波。這些波可以被觀察到,是因為它們震動了幹涉儀的反射鏡,或者從原理上來講,LIGO反射鏡與原子云產生糾纏。


看到宇宙深處的量子糾纏,我們可能會想:我雖仰望天空,但是柴米油鹽才是我的日常,這和我有什麼關係?的確好像沒有什麼關係,一日三餐依舊到位,世界也並沒有什麼不同,也沒有在宇宙叢林中發現外星文明。但是,飯可以不吃,手機不可以沒網。而量子糾纏在革命性的量子通信上擔當重要的角兒。


2020年哥本哈根大學尼爾斯玻爾研究所的研究人員成功將兩個截然不同的量子物體糾纏在一起。光通過中間的電子云傳播,然後落在左邊的膜上。由於與光的相互作用,原子自旋的進動和膜的振動變得量子相關。原子可用於處理量子信息,而膜或機械量子系統可存儲量子信息。


對於量子糾纏乃至量子力學,我是望塵莫及了,不敢跟各位高手過招。對於文章開頭的夢,或許是量子糾纏。


相關焦點

  • 從量子糾纏的角度看世界
    本文通過引入故事介紹了量子糾纏的概念, 然後結合理性知識分析量子糾纏的前因後果,最後給出一定的猜測和量子糾纏本質與世界的聯繫。關鍵詞:量子糾纏;粒子;本質            在有別於我們的量子世界裡,曾有兩個長得很像的粒子,它們不知道自己來自哪裡,也不知道自己是誰,但可以肯定的是它們來自同一個地方,甚至來自同一個身體。在上帝沒有插手之前,沒有人能辨認出它們,如幽靈般遊蕩於量子世間。而摧毀這平靜的是上帝的好奇心,於是在上帝之手的安排下,這兩個粒子見面了。「你好,我叫小熊。」一個粒子笑嘻嘻的開口了,而另一個粒子很羞澀的回答道:「你好,我叫小丸。」
  • 《幽靈般的超距作用》
    愛因斯坦看到這種現象時驚訝得找不出一個合適的詞,便稱之為「幽靈般的超距作用」。 在黑洞裡、在粒子碰撞中甚至在引力的運作中,都發現了這種「幽靈般的超距作用」,潛在地它威脅了我們對物理現實的基本的理解。如果空間不是我們以為的那個樣子,那麼空間到底是什麼?
  • 愛因斯坦犯下的3個錯誤:量子糾纏和引力透鏡,他也不是神
    量子糾纏,量子力學的大名都有所耳聞,這一理論和相對論一樣,都是現代物理學的支柱。愛因斯坦是相對論的創立者,但他也算是量子力學的創立者之一。量子力學專門用來研究微觀世界的運動,量子糾纏就是這門學問的基礎概念之一。現在的我們都知道量子糾纏是真的存在的,實驗已經證明了。
  • 量子糾纏的速度超過光速了嗎?答案顛覆認知!
    鬼魅般的量子糾纏大家都認為量子糾纏能夠超越光速,其實這有不小的誤解。其實關於量子糾纏最早是從愛因斯坦的EPR佯謬中引申出來的,這是愛因斯坦攻擊玻爾對於量子論的哥本哈根解釋不完備所提出的一個思想實驗!。提出了這個困擾了量子論將近半個世紀的難題!我們不妨來捋一捋這個好玩的實驗!
  • 墨子號量子衛星,讓量子糾纏走出實驗室
    墨子號量子衛星,讓量子糾纏走出實驗室一提到量子,大家都是一頭霧水,那麼到底什麼是量子呢?二、量子糾纏在量子力學裡,當幾個粒子在彼此相互作用後,由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質,無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統的性質,則稱這現象為量子纏結或量子糾纏(quantum entanglement)。量子糾纏是一種純粹發生於量子系統的現象;在經典力學裡,找不到類似的現象。
  • 【量子物理】量子物理學實驗驚人證明 !
    在量子力學中,有共同來源的兩個微觀粒子之間存在著某種糾纏關係,不管它們被分開多遠,都一直保持著糾纏的關係,對一個粒子擾動,另一個粒子(不管相距多遠)立即就知道了。 量子糾纏已經被世界上許多實驗室證實,許多科學家認為量子糾纏的實驗證實是近幾十年來科學最重要的發現之一,雖然人們對其確切的含義目前還不太清楚,但是對哲學界、科學界和宗教界已經產生了深遠的影響,對西方科學的主流世界觀產生了重大的衝擊。
  • 曾被稱作巫術的量子糾纏理論告訴我們:你的意念可以改變整個世界
    量子糾纏是量子力學中的一種現象。
  • 量子理論、量子糾纏和量子加密通信
    量子計算和量子通信都基於量子糾纏,量子會不會發生糾纏?
  • 開車時戴的墨鏡中,竟還藏著量子力學的秘密
    在上面這道題上,貝爾定理和馬呂斯定律代表的量子力學好像達成了哲學♂友誼,但是他們馬上就要撕成塑料兄弟花。1964年,貝爾提出了這樣一個實驗:讓兩個糾纏的光子(糾纏就是說它倆狀態協調一致)分別經過兩個偏振片,然後在中央匯合。如果它們同時到達中央,這個事件就叫做同時符合(conincidence)。
  • 真實的量子科學是什麼樣的?
    因為A、B兩個粒子的命運緊密相連,牽一髮而動全身,所以薛老師給起了個性感的名字:量子糾纏。這就好比如:母親把一雙鞋分給兄弟倆,他們各帶一隻遠走他鄉。中國的哥哥打開盒子發現是左腳,就知道弟弟帶到美國的另一隻一定是右腳。 奇怪的是,根據量子力學的說法,弟弟那隻鞋左還是右,不是他媽決定的,而是哥哥」打開盒子」的行為決定的。
  • 量子糾纏是指量子糾纏的傳遞
    全球量子技術產業,排名第一的是法國,第二是英國,第三是日本。我們就接觸過一些,之前帶過的一個單元,東京大學,qcd實驗室裡的一位量子算法專家,和我們聊過:量子糾纏的物理與量子信息學的分布式實踐-量子糾纏是單態薛丁格方程的不確定性解,或者說是不確定性服從的哈密頓算符的歸一化導數。
  • 這個新方程可以統一廣義相對論與量子力學
    當今物理學家的目標之一就是將它們合併在一起,並希望最終得到一個「量子引力理論」。但到目前為止,所有的努力都還沒有成功。根據廣義相對論的預言,蟲洞可以連接宇宙中兩個遙遠的區域,提供一條捷徑。一些物理學家認為蟲洞可以連接空間中的兩個黑洞,為解開神秘的量子糾纏提供了一個線索;以及連結了量子力學和廣義相對論。
  • 貝爾不等式 走近量子糾纏
    貝爾開始認真考察量子力學能否用局域的隱變量理論來解釋。貝爾認為,量子論表面上獲得了成功,但其理論基礎仍然可能是片面的,如同瞎子摸象,管中窺豹,沒有看到更全面、更深層的東西。在量子論的地下深處,可能有一個隱身人在作怪:那就是隱變量。
  • 愛因斯坦「幽靈般的」量子糾纏現象被攝像機捕捉到
    這幅圖顯示了一種強大的量子糾纏形式,兩個粒子相互作用,並在瞬間共享它們的物理狀態。「幽靈行動」的發生與兩個粒子之間的距離無關,這意味著這一原理有時被引證為隱形傳態的一個可能基礎,這種被稱為鐘形糾纏的聯繫支撐著量子力學的整個領域。格拉斯哥大學物理與天文學院的保羅·安託萬·莫羅說,我們成功捕捉到的這幅圖像優雅地展示了自然的基本屬性,這是我們第一次以圖像的形式看到它。
  • 天天科普 | 被熱議的量子科技,究竟是什麼?
    今天我們來研究一下:什麼是量子?為什麼說量子力學是量子科技的基礎?量子科技會給我們的生活帶來什麼改變?量子1900年,普朗克首次提出量子概念,用來解決困惑物理界的「紫外災難」問題。量子科技的基礎是量子力學量子力學建立以後,成為整個微觀物理學的理論框架,取得一個又一個的成功。比如解釋了化學中元素周期表、化學反應、化學鍵、分子的穩定性等等,都是在電子和原子核的電磁力作用下,由量子規律所導致。
  • 走近量子糾纏系列之貝爾不等式
    貝爾開始認真考察量子力學能否用局域的隱變量理論來解釋。貝爾認為,量子論表面上獲得了成功,但其理論基礎仍然可能是片面的,如同瞎子摸象,管中窺豹,沒有看到更全面、更深層的東西。在量子論的深處,可能有一個隱身人在作怪:那就是隱變量。
  • 量子糾纏:萬物有靈,皆有默契可能
    量子糾纏已經被世界上許多試驗室證實,許多科學家認為量子糾纏的實驗證實是近幾十年來科學最重要的發現之一,雖然人們對其確切的含義目前還不太清楚,但是對哲學界、科學界和宗教界已經產生了深遠的影響,對西方科學的主流世界觀產生了重大的衝擊。今天我就來好好衝擊你。
  • 【宇宙探秘】量子理論揭示:每個人或許都有一個量子糾纏的人,你找到他了嗎?
    微觀粒子不僅僅隱藏著巨大的能量,它們的運動規律也和宏觀世界中不同,甚至還會表現出一些宏觀世界中完全沒有的現象,比如「量子糾纏」,量子糾纏是一種只會發生在量子系統中的現象,在我們身邊找不到任何相似的例子。