量子糾纏速度遠超光速,相對論和量子力學到底哪個有問題?

2020-12-03 刁博

在量子力學中需要用函數來表示體系的狀態。假設一個體系是由兩個粒子組成的,描述這個兩粒子體系的函數可以表示成描述各個粒子的函數的積的形式,這個體系的態就是直積態。如果不能表示成描述各個粒子的函數的積的形式,這個體系就處在糾纏態。直積態時,你可以分析粒子a處在什麼態,粒子b處在什麼態;在糾纏態時,你就不能說粒子a怎麼樣粒子b怎麼樣了,只能說整個體系處在什麼狀態。

量子糾纏讓人感到驚奇的是對兩個或多個處在糾纏態的粒子體系進行測量的時候,你測得其中一個粒子的狀態,另一個粒子會同時變為相應的狀態。這個變化與距離和時間無關,不論兩個粒子相距多遠,兩個粒子都會同時變化。從理論上講,糾纏的速度應該是無窮大。也正因此,愛因斯坦等人曾認為量子力學中出現了「鬼魅般的超距作用」,信息的傳遞速度超過光速是違背相對論的,愛因斯坦以此來表達對量子力學的不滿。

在愛因斯坦時代裡,量子糾纏還局限於理論,後來實驗中發現了量子糾纏,其預言的現象也得以證實。潘建偉的團隊曾測量過量子糾纏的破壞導致的兩粒子狀態坍縮的速度,發現這個速度高出光速至少4個數量級。

愛因斯坦拿著量子糾纏超光速去反對玻爾為首的量子力學哥本哈根派時,玻爾也有反駁。玻爾認為處於糾纏態的兩個或多個粒子是一個整體,不應該將它們視為獨立互不相干的。當對其中的一個粒子進行測量時,幾個糾纏的粒子是同時在變化,並非是這個粒子將信號傳遞給另外一個粒子。在玻爾看來量子糾纏中並沒有出現信息的傳遞,因此並不違背相對論。

相對論並不是不允許超光速,只是不允許能量或信息的傳播速度超過光速。後來的實驗也證實,在基於量子隱形傳態的量子通信中並沒有出現信息的超光速傳遞。量子糾纏的超光速並沒有違背相對論,量子力學也經歷了一次次的大貝爾實驗的洗禮,至今仍是物理學中最精確的理論。

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  • 量子糾纏速度比光速快萬倍違反了相對論嗎?
    常有人拿量子糾纏速度說事,隔段時間還要弄出一個某科學家已經證實量子糾纏速度超過光速萬倍云云,其實這都是扯淡,是對量子糾纏完全不知道咋回事的炒作,是認識的一個誤區。量子糾纏沒有速度,是一種現象和微觀世界粒子的固有特性。
  • 相對論說光速不能超越,那麼量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    量子糾纏的影響是瞬時的,引力波的傳遞速度是光速。相對論描述了在我們宇宙中,有效信息的傳遞速度最快為光速;從愛因斯坦的引力場方程,也可以得到引力波的傳遞速度為光速,這點已被天文觀測所證明。比如在2017年10月16日,人類觀察到的雙中子星合併事件,就距離地球1.3億光年,電磁波和引力波幾乎同時到達地球,證明了引力波的傳遞速度為光速。
  • 量子糾纏和宇宙暴脹都遠超光速,為什麼不違背相對論?
    而分母項中只有v一個變量,c為真空光速(常數)。那麼為了不讓分母項為0,v只能小於光速c。大家要注意上面提及到的v特指物質的運動速度。也就是說,只要你是物質,那就對不起,你就不可能被加速到光速。大家有注意到嗎?狹義相對論規定的速度極限只是特指物質的運動。
  • 相對論不允許超光速,那量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    在愛因斯坦建立狹義相對論以後,就從狹義相對論裡得到了有質量物體無法通過有限加速達到光速的推論,另外也得出無質量物體必定以光速運動,基於這兩點就能推論出能量和信息傳遞速度也不能超過光速,可以說能量和信息傳遞不能超光速就包含了前面兩個推論,因此通常我們提到狹義相對論不能超光速時,只要理解成能量和信息傳遞不能超光速就可以了
  • 量子糾纏速度可超過光速的1萬倍,這與相對論不矛盾嗎?
    相信大家都聽說過量子糾纏這個概念,從本質上來說,量子糾纏就是量子力學領域中的一種超遠距離狀態下的相互作用,用比較形象地語言來描述,那就是在微觀世界的量子系統中,會存在著相互處於糾纏狀態的一對粒子,即使它們被放置於非常非常遙遠的兩個地方,都能夠感應到對方的存在和變化。
  • 量子四重奏:量子論、量子力學、量子糾纏、量子通信
    然而矩陣力學卻又解釋不了測量前的狀態,這就尷尬了_(:D)∠)_玻爾為代表的哥本哈根學派唯有提出一個波函數坍縮的過程來連接兩套力學,並利用互補原理解釋兩套力學為什麼不能同時發揮作用。最後玻恩證明兩套力學是等價的。這種強行拼湊愛因斯坦當然是不賣帳了,連「被拼湊」的薛丁格也不賣帳,兩人先後提出EPR佯謬和薛丁格的貓來給哥本哈根學派的量子力學致命一擊,結果就引出了第三個玩意——量子糾纏。
  • 量子糾纏和相對論真的是矛盾的嗎?
    愛因斯坦創立的相對論認為物體的運動速度不可能超過光速,光速是宇宙中一切運動的最高速度。但是,量子力學中的粒子糾纏現象具有超光速特點,似乎和相對論是矛盾的。科學史上最不可思議的就是量子力學理論預測的「量子糾纏」。量子糾纏是從量子力學的方程式中得出來的,然後經過試驗證實。
  • 量子糾纏的速度到底有多快
    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)。
  • 量子糾纏最小的速度都超光速,是否違背相對論嗎?
    圖:愛丁頓發現星系光線偏轉,證明了廣義相對論時空彎曲愛因斯坦提出量子糾纏量子糾纏的速度的確超光速,目前來看量子糾纏的速度可能沒有任何限制,這不是和相對論相矛盾嗎?是的,愛因斯坦的狹義相對論中明確表示了任何靜態質量不為零的物質無法達到光速,更別說超過光速,那麼量子糾纏是怎麼回事?
  • 量子糾纏和相對論的愛恨情仇
    量子糾纏坍塌的速度是超距的,不需要時間的,所以在某種意義上說量子糾纏速度是超過光速的也無可厚非。,他僅僅是想藉此糾纏現象來反駁整個量子理論:在1935年,他和一個博士後研究員按照當時的量子理論推導出來兩個量子之間可以存在一種強關聯性質(這種強關聯愛因斯坦當時並沒有給它們命名,其實質就是量子糾纏),愛因斯坦認為這種強關聯的結果就會導致超越光速的信息傳遞,所以反推出來當時的量子理論並不完善,還有瑕疵,而量子糾纏根本就不存在。
  • 量子糾纏速度起碼是光速的10000倍,違反相對論了嗎?
    很多朋友在舉例超光速案例時,切倫科夫輻射是必須舉例的對象,但它是介質中的超光速現象,並沒有在真空中超過光速!當然很多朋友又會舉例量子糾纏在任何狀態下都能超光速,而且就是實時的,遠不止光速的一萬倍!果真是這樣嗎?
  • 光速限制為什麼對量子糾纏和宇宙膨脹速度無效?
    要回答這個問題,首先要理解光速的定義,以及光速限制的背景和條件,就能明白為何光速限制對量子糾纏、類星體和宇宙膨脹速度無效了。光速限制為什麼對量子糾纏和宇宙膨脹速請仔細體會光速的描述,裡面提到光速之所以不可超越,是因為有質量的物體的運動速度無法達到光速
  • 量子糾纏超光速,為什麼沒有違反愛因斯坦的相對論?
    在潘建偉等科學家的領導下,我國已經在量子通信技術領域實現了突破,處於國際領先地位。量子糾纏的概念也隨之火熱了起來。愛因斯坦的狹義相對論認為:光速不可超越,任何物體的運動速度都不能超過真空中的光速。截止目前,沒有發現任何違反相對論的物理現象。
  • 量子糾纏超光速,為什麼沒有違反愛因斯坦的相對論?
    在潘建偉等科學家的領導下,我國已經在量子通信技術領域實現了突破,處於國際領先地位。量子糾纏的概念也隨之火熱了起來。 愛因斯坦的狹義相對論認為:光速不可超越,任何物體的運動速度都不能超過真空中的光速。截止目前,沒有發現任何違反相對論的物理現象。處於糾纏狀態的兩個粒子之間的感應速度比光速快,但這並沒有違反相對論。這是怎麼回事,讓我們來詳細了解一下。
  • 量子糾纏超光速,相對論不允許超光速,兩者衝突嗎?
    根據質能方程,能量和質量存在著當量關係,故能量的傳播速度也不能超過光速。信息傳遞時需要有載體,故信息的傳播速度也不能超過光速。量子力學中用函數表示粒子的狀態,如果兩個或多個粒子構成了一個體系,描述這個體系的函數不能寫成描述各粒子的函數的積的形式,這幾個粒子就處在糾纏態。幾個粒子處於糾纏態時,如果對其中一個粒子進行測量,另外的粒子會立即變為相應的狀態。
  • 為什麼量子糾纏超越光速至少10000倍!但卻不違背相對論?
    為什麼量子糾纏超越光速至少10000倍!但卻不違背相對論?愛因斯坦的狹義相對論指出,光速是不可超越的,也就是說,光速是宇宙中最快的速度,但是為什麼量子糾纏超光速至少10000倍但卻並不違背相對論呢?狹義相對論的速度極限僅指物質的運動。如果某種速度現象不是物質的運動,沒有相對論的約束,有可能超過光速嗎?答案是肯定的,只要不是物質運動的速度,相對論就不會產生約束。到目前為止,還沒有科學家得出量子糾纏超過光速的絕對結論,但它得到了許多權威人士的支持。瑞士科學家最近表示,他們已經在實驗中證明,糾纏亞原子粒子之間的信號傳輸速度遠遠快於光速,達到光速的一萬倍。
  • 顛覆世界觀的詭異量子糾纏
    如果說在物理學中哪種現象最為神奇,恐怕非量子糾纏。量子糾纏是發生在量子世界的一種波動性疊加幹涉現象。在量子力學裡,當幾個例子在彼此相互作用後,各個粒子所擁有的特性則會綜合成為整體,並且無法單獨描述各個粒子的性質。
  • 相對論和量子力學的主要矛盾是什麼?
    這聽起來很玄幻有沒有?但是理論到底對不對,並不是我們人為憑藉感官來下判斷的。實際上,從牛頓時期開始,物理學就已經開始走向了反直覺的路徑。而一個理論到底正確與否,其實要靠實驗說話。愛因斯坦的相對論就經受住了實驗的考驗,狹義相對論部分有μ子實驗和原子鐘等實驗的支撐。
  • 量子糾纏的速度超過光速了嗎?答案顛覆認知
    但其實大家都誤解了,光速不可超越只是信息傳遞不可超過光速,而與之無關的現象超過光速則並沒有什麼問題,那麼為什麼不能超過光速,又有哪些超過光速的現象,不妨來盤點下!為什麼不能超過光速?1905年6月份,愛因斯坦拋棄了以太的概念,假設光速不變和狹義相對性原理,推出了狹義相對論!
  • 量子糾纏的速度超過光速了嗎?答案顛覆認知!
    光速特別是超光速現象大家都特別關心,比如2011年歐洲粒子中心的中微子超光速現象公開以後,引起了極大的關注,因為奧佩拉團隊取得的結果比光速快0.0025%,但最後被證明是個超級烏龍!愛因斯坦的狹義相對論早就告訴我們,宇宙中不可能存在超過光速現象!