量子糾纏若真能「瞬移」,將置相對論於何地?

2020-12-03 科技數碼勘探

在上個世紀中期,一位著名的物理學家約翰·斯圖爾特·貝爾教授曾經也像愛因斯坦一樣,對「非定域性」的物理現象不遵從相對論的理論而感到一時不解;但是一直到現代時期,我們的物理學家們並沒有就此放棄過對量子力學的理論研究,這部現代物理學的理論基礎,曾經受住了來自全世界所有的科學家們量子物理實驗的檢驗和驗證。

如果我們把這句話換成另外一層意思來說的話,量子糾纏的現象只是一種類似於魔術的行為方式,而量子糾纏的現象也可能就不會像魔術師揮下魔術棒那樣,瞬間的就會奇蹟般的被變換出來的;當然,我們僅從物理學的角度上來講,量子糾纏的物理學現象是自發形成而產生的,我們並沒有任何辦法可以去控制和操作量子糾纏的現象,並且去實現讓量子產生糾纏後而傳遞信息的可能;當然,我們只有在實驗的過程中仔細的觀察時才能夠發現到這一種奇特的量子糾纏現象。

即便是在量子糾纏實驗的過程之中,一對處於糾纏之中的粒子並沒有發生過任何傳遞信號的活動,但是在量子力學的理論上而言,一個粒子進行糾纏的行為已經影響到了另一個粒子;因而,在量子力學上波爾就曾寫下這樣一個觀點,那就是我們的宇宙本身要具有一種主時鐘的功能,以確保對宇宙中的粒子之間進行糾纏的時候,兩個粒子的糾纏時間是同步發生的;但是波爾的這種觀點卻在愛因斯坦的相對論理論中被否定了下來。

薛丁格在信中向愛因斯坦說明了一種量子力學現象-量子糾纏。

多宇宙解釋更不可思議!

作為舊量子力學創始人之一的愛因斯坦和哥本哈根學派創始人的波爾那可都是量子力學的奠基人呀,這麼偉大的物理學家都沒有搞清楚微觀世界粒子運動規律的內在機制到底是什麼,不能相互說服,誰還敢說自己懂量子力學呢?

這張特殊的照片顯示了兩個光子之間的糾纏,咋看起來可能沒什麼出奇,但只需停下來思考一下:這個模糊的灰色圖像是人類第一次看到粒子間的相互作用,它支撐著量子力學這門「奇怪的」科學,並形成量子計算的基礎。

中科大郭光燦院士團隊在量子力學基本問題研究中取得重要進展,該實驗室李傳鋒、柳必恆等人與澳大利亞的理論物理學家合作,首次實驗觀測到測量設備無關的高維量子導引,並用其產生私密量子隨機數。

這一系列令世界矚目的「首次」背後,都能看到一個人的身影,他就是中國科學院院士、量子科學實驗衛星「墨子號」項目和中國量子保密通信骨幹網絡「京滬幹線」項目首席科學家、中國科技大學常務副校長潘建偉。

量子導引是介於量子糾纏和貝爾非局域性之間的一類量子非局域特性,描述了作用在糾纏粒子對中一個粒子上的局域測量能夠非局域地影響另一個粒子的狀態的能力。以觀測糾纏光子對的量子導引為例,由於單光子探測器的效率有限,未被探測到的光子原則上可以被潛在的敵對者利用,使得量子導引實驗結果變得不可靠。

受此啟發,李傳鋒、柳必恆等人巧妙構地造出測量設備無關的高維量子導引目擊算符,首次實驗實現了測量設備無關的高維量子導引。然後仲裁者向糾纏雙方發出一系列測試要求,收集雙方數據檢驗高維量子導引不等式,測試結果遠超過三維情形的經典理論極限,證實這些糾纏態具有量子導引特性。作為應用,研究組進一步將實驗觀測到的數據運用於隨機數產生,每糾纏光子對可得到1.106(0.023)比特私密量子隨機數,超出了利用兩維糾纏態所能達到的理論極限(1比特每糾纏光子對),充分展示了高維糾纏在量子信息過程中的優勢。

該工作是基於高維系統的測量設備無關量子信息任務的首次實驗嘗試,將對量子物理基本問題和測量設備無關量子信息過程的研究帶來重要推動作用。

不久前,潘建偉團隊與國內外科學家合作,在國際上首次實驗觀察到量子點單光子和太陽光之間的雙光子幹涉、量子糾纏以及非定域性。「不久的將來,技術驗證和安全攻防檢測逐步完成,並形成量子保密通信標準之後,量子保密通信的產業化應用應該會很快,全球量子通信時代也將到來。

記者11月6日從中科大獲悉,該校郭光燦院士團隊李傳鋒、黃運鋒研究組與英國科學家合作,在線性光學系統中實驗驗證了糾纏態的相干性對橫向噪聲的適應性,並進一步驗證在橫向噪聲中糾纏態探針的量子測量精度仍可超越標準量子極限。該成果11月1日發表在國際權威物理學期刊《物理評論快報》上。

量子信息技術通過對量子態的操控實現信息的安全傳輸和存儲、高效獲取和運算等,然而量子系統不可避免地會與環境相互作用而引入噪聲,導致量子態非常脆弱。如何抵抗噪聲是目前可擴展量子信息技術的核心問題之一。

李傳鋒、黃運鋒等人採用高效可控的線性光學系統,研究了糾纏態的量子相干性和精密測量對橫向噪聲的適應性。

李傳鋒、黃運鋒等科研人員採用高效可控的線性光學系統研究了糾纏態的量子相干性和精密測量對橫向噪聲(噪聲和探針工作方向相垂直)的適應性,實驗結果表明,即使噪聲強度與信號相同,實驗中製備出的多光子GHZ糾纏態探針在光子數達到6時仍可超越標準量子極限(經典物理系統所能達到的極限),展示了噪聲適應的量子精密測量方案的優越性。

研究組首先驗證了四光子GHZ糾纏態在橫向噪聲下相干性的凍結現象,同時還觀測到GHZ糾纏態在噪聲中演化時量子Fisher信息量也保持不變,這意味著將其應用於參數估計時測量精度將不會隨噪聲增加而衰減。

該項工作展示了被動噪聲控制的可行性,在抗噪聲量子精密測量的研究中邁出重要一步,有助於設計出更高效的抗噪聲方案。

版權聲明:本文為博主【科技數碼勘探】原創文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議,轉載請附上原文出處連結和本聲明。

相關焦點

  • 人類距離瞬移還有多遠,量子糾纏能否根本解決瞬移問題?
    這也是人類在不藉助任何工具的情況下所能達到的最高速度。二、瞬移的理論基礎 這麼說,那人類想要實現瞬移就真的沒有一點希望了嗎?下面就要來說說量子力學中的量子糾纏,這或許人類打開瞬移大門的金鑰匙。既然能瞬間複製,那刪掉原件之後,就相當於瞬間移動。
  • 網友問:量子糾纏技術,是否可以實現人體的瞬移?
    類似「量子瞬移」的新聞和文章,艾伯菌在很多地方見到過,讓我感覺荒謬百出、不切實際。大部分人對這個問題的解釋,大致意思為:傳輸一個人,需要把這個人所有物質的狀態,包括量子狀態進行複製和傳送,然後在另外一個地方使用對應物質進行重組,然後簡單計算數據量太大,所以無法實現!對於這個解釋,艾伯菌就覺得不可思議!
  • 人類可以通過量子糾纏實現「瞬移」,但卻不敢人體實驗
    回到1935年,愛因斯坦抓到一個機會,因為這時物理學家們發現了量子糾纏。愛因斯坦覺得找到量子力學的漏洞了! 這個量子糾纏是怎麼回事啊?就是說,通過把兩個電子配對,那什麼叫配對呢? 通過這個方法就可以實現人類的瞬移,比如我們事先準備好大量配對的量子堆放在地球上,另一堆放在火星上,然後在地球上掃描你身上所有粒子的信息, 掃描完了之後,就把人身上所有的信息都與量子進行結合,火星那邊第一時間得到了這個人身上所有粒子的信息 ,等量的粒子加上這個信息,就會瞬間生成一個和你一模一樣的個體出來,就產生了一個新的克隆,這就實現了人類瞬移。
  • 人類可以通過量子糾纏實現「瞬移」,但卻不敢人體實驗
    回到1935年,愛因斯坦抓到一個機會,因為這時物理學家們發現了量子糾纏。愛因斯坦覺得找到量子力學的漏洞了! 這個量子糾纏是怎麼回事啊?就是說,通過把兩個電子配對,那什麼叫配對呢?通過這個方法就可以實現人類的瞬移,比如我們事先準備好大量配對的量子堆放在地球上,另一堆放在火星上,然後在地球上掃描你身上所有粒子的信息, 掃描完了之後,就把人身上所有的信息都與量子進行結合,火星那邊第一時間得到了這個人身上所有粒子的信息 ,等量的粒子加上這個信息,就會瞬間生成一個和你一模一樣的個體出來,就產生了一個新的克隆,這就實現了人類瞬移。
  • 量子通信之量子隱形傳態,到底能不能實現「瞬移」?
    有沒有很羨慕科幻電影裡瞬時傳送的科技,或者玄幻小說裡瞬時移動的能力,我不僅羨慕過而且還幻想過,幻想著自己擁有了瞬移的能力,做了很多不可描述的事情。要是現實裡真的擁有了這種能力,那將是多麼幸福的事啊,可是現實裡真的能實現嗎?曾經小說電影裡出現的超能力:意念操控,現在不就是成為了現實了嗎?
  • 人類「瞬間轉移」夢想破裂,量子糾纏難以實現瞬移,靈魂無法轉移
    首先是瞬間移動的原理,注意這個原理是基於電影的合理性,如果一個人想要從1地瞬間移動到2地,這個時候,他需要輸入自己想要到達的目的地,然後進入一個特定的容器內,到時候容器將會對該人進行掃描,掃描完成後,1地的電腦就會將該人的信息發送到2地,隨後通過量子糾纏技術,將1地該人的信息瞬間傳送到2地,2地的電腦將會根據1地傳來的信息,通過提取1
  • 量子糾纏可能實現瞬間轉移,靈魂轉移卻無法達到,或許能轉移軀體
    在科幻電影裡面,也有很多瞬移的場面,主人公無非利用超能力,或者是科學技術完成瞬移,將它搬到現實中討論,瞬間移動有實現的可能性嗎?我們可以藉由電影中使用的量子糾纏技術來討論其合理性。比方說一個人想從甲方移動到乙方,他需要一個特定的容器,人進入到這個容器中,輸入自己想去的地方,容器中的掃描儀將對人體進行掃描,將掃描出的信息利用量子糾纏技術瞬傳到乙方,乙方根據收到的信息,提取重組並形成一個一模一樣的人。
  • 量子糾纏針灸?偽科學勿壞了真醫術
    該治療方法被網友戲稱為「量子糾纏理論指導下的直系親屬針灸互治」,被指責「太玄幻」。這一令人驚訝的治療手段來自北京中醫藥大學東直門醫院針灸科醫生王軍等人去年發表的一篇論文——《試論「量子糾纏」與針灸》。(9月14日 澎湃新聞網)不可否認,迄今為止,中醫針灸還有不少有待科學論證的地方。事實上,我們也鼓勵用大膽創新的想法分析傳統醫術。
  • 量子糾纏是否可以實現讓人瞬間移動?若是真的,多久能實現?
    量子糾纏可以造成瞬間轉移。我國目前公布出來的量子研究是由科學家潘建偉主持的量子通訊及力學研究,他曾在香港大學的一次演講中提到過量子糾纏對人體瞬間轉移的暢想。 他認為,人體瞬間轉移首先要具備一臺超強大的計算機可以掃描人體的糾纏粒子,可以發送和接收量子能量,並且可以將信息重新構形的能力。
  • 「量子糾纏」——是宇宙的基本法則
    量子糾纏原理可以讓我們做什麼?地球到火星之間進行實時交流;中國的量子通訊,知道吧!理論上無法被破譯的密碼;當前最前沿的「量子計算機」可以同時計算地球上每一粒沙子,並找出每一粒的不同;甚至人可以瞬間轉移(隱形傳輸)。
  • 人類能否通過量子糾纏實現人與物體遠距離傳送即「乾坤大挪移」?
    自1900年普朗克提出量子概念以來,人類對量子的研究已經涉及多學科、多領域。其中,對量子糾纏現象的研究和應用成果最為顯著。那麼什麼是量子糾纏呢?所謂量子糾纏是指粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象。兩個粒子互相糾纏,即使距離遙遠,一個粒子的行為將會影響另一個的狀態。
  • 未來人類真的能實現「瞬移」?科學家:量子技術是關鍵
    說到量子力學,大多數人或都很陌生,它是一門近年來才出現的新學科。雖然此學科存在時間較短,但它給人類帶來的影響是巨大的。科研人員表示,量子力學主要研究事物的微觀狀態,早前,量子力學常被用於宇宙探索領域,如今,他們發現,量子力學也可被應用於通信建設領域,其用途較為廣泛。
  • 量子糾纏是如何實現的?量子糾纏的定義
    在量子力學裡,兩個粒子在經過短暫時間彼此耦合之後,單獨攪擾其中任意一個粒子,會不可避免地影響到另外一個粒子的性質,儘管兩個粒子之間可能相隔很長一段距離,這種關聯現象稱為量子糾纏。  「量子糾纏」的應用有很多方面,如量子通信,量子計算機等,而且在現階段已經實現了其中的一部分,但由於受到周圍實驗環境的影響,還不得不進一步改善。
  • 科學家認為:通過量子糾纏,人類可以實現瞬間移動!
    近日,科學家提出了一個新的設想,或許利用量子傳送機可以實現瞬間移動。從科學角度來分析,傳輸量子需要兩個對應的傳送門,一個放置在起點,一個放置在終點。瞬間移動的實質就是量子的隱形傳輸,運用量子糾纏現象完成遠距離的傳輸。
  • 量子隧道效應發生時,真的是瞬移嗎?超越光速了嗎?
    上期我們講到想要同時存在於各個位置,量子隧道效應可以幫你實現,至少有那麼一點。量子隧道效應就不講了上期說了,這期主要講一些別的東西。當一個阿爾法粒子逃逸原子核,這是放射性衰變最重要的機制之一,量子隧道效應也會向另一個方向發生,光子、中子、電子和阿爾法粒子也能在各種聚變和粒子捕獲現象中通過量子隧道效應進入原子核。實際上,沒有量子隧道效應恆星無法把氫轉化成重核,各種現代電子產品也要依賴量子隧道現象,包括電晶體等。但阿爾法粒子穿過屏障的速度有多快呢?
  • 隔空傳物與瞬移大法
    隔空傳物是說把一個物體瞬間移動到另一個地方,這事聽起來是天方夜譚,其實這裡邊涉及到物理學知識,量子力學有一個現象叫量子糾纏,假如我們能發明一個機器,把我們所要傳送的東西的組成粒子全部糾纏,那我們就可以操控這個東西了,但是問題來了?我們怎麼對這個東西實現糾纏態?我認為想要糾纏這個物體的組成粒子就像鑰匙開鎖一樣,需要強大的算力來破解這個密碼。
  • 量子傳送!實現人類"瞬移"不是夢!
    今日消息,據每日郵報報導,雖然「星際迷航」還很遙遠,但科學家們已經在量子旅行領域取得重大突破。        據稱,中國科技大學在合肥市進行的研究以及卡爾加裡大學在加拿大卡爾加裡市的研究,均已經證明利用光纖進行量子隱形傳輸的可行性。
  • 100公裡光子瞬移成功實現 人體瞬移已不遙遠
    美國國家標準與技術研究所的研究人員成功地將一束光在光纖中「瞬間傳送」了大約100公裡的距離  「量子瞬間傳送」技術依賴的基礎是一種被稱作「量子糾纏」的現象。這是發生在兩個原子之間的相關性——即便相隔天涯,其中一個原子的變化也會瞬間影響到與其成對的另外一個原子。
  • 人類第一次看見量子糾纏!科學家終於拍攝到量子糾纏的照片
    這個悖論顯示,在量子力學中,兩個相互作用的粒子,無論相隔多遠(理論上這個距離可以比銀河系直徑還大),其量子狀態仍能「糾纏」在一起,共享同一個整體的物理狀態。這種超距的量子關聯被稱為量子糾纏,也被愛因斯坦稱為「幽靈般的超距作用」。 之所以被稱作悖論,是因為這在當時看起來似乎違反了狹義相對論。
  • 科學家解釋活細菌與光之間的量子糾纏現象
    雖然聽起來有些可笑,但還真有研究人員嘗試在生物體內觀察量子糾纏現象。本月早些時候,牛津大學的研究人員們發表了一篇論文,詳細介紹了他們對物理學家 David Cole(以及謝菲爾德大學其它研究人員)在 2016 年做過的實驗進行了檢查。