最近一篇火爆朋友圈的文章《張楊導演我愛你》中,作者小二姐提到了一個「量子糾纏,讓許多人一臉懵逼。
科學研究說,世界上有量子糾纏這個說法,從我出生起,我便開始與你有了糾纏,我們都知道,我們就是前世的夫妻。因為相處僅僅只有一個月,卻有極其強烈的信心我們就是對方的彼此。我們聊起小時候時,似乎你在做什麼,我的狀態也會隨著你在變化。我在做什麼時,你的狀態也會隨著我的在變化。
這讓對相關科學知識的人不明覺厲,在專業人士看來就是貽笑大方了。
量子糾纏其實是一個量子力學的一個名詞。
要知道這個首先明曉一個概念:量子的疊加態。
量子力學有很多難以理解的現象。比方說,光子可以朝著某個方向進行振動,叫做偏振。
在量子力學中,一個光子居然可以同時處在水平偏振和垂直偏振兩個量子狀態的疊加態。
但如果你拿一個儀器在這兩個方向上測量這樣的光子,就會發現,每次測量只會得到其中一個結果:要麼是水平的,要麼是垂直的。測量結果完全隨機。這就是量子力學的另一個怪現象:測量疊加態的結果完全拼概率。
也就是說,處於疊加態的光子,就像薛丁格的貓一般,半生半死,處於一種,既水平又垂直的狀態。這是嚴重與我們的常識對立的,因為一個東西怎麼可能在水平運動的同時又垂直運動呢?
這個疊加態暫且不管,知道這個概念就行。我們要說的是量子糾纏。
貓不能有疊加態,粒子可以,不但一個粒子能,兩個以上的也能。只要滿足特定的條件,二者就可以作為一個整體,同時處於疊加態中,而不能把其中的粒子單個拆出來看待(說得嚴格點兒, 是2個以上粒子的狀態無法寫成多個單粒子態的直積)。比如有一種糾纏態是,只要沒有外界幹擾,當A粒子處於0態時,B粒子一定處於1態;而當A粒子處於1態時,B粒子一定處於0態。
這種奇特的聯繫就是量子糾纏。
量子糾纏聽起來玄乎,在通信方面卻是大有可為。
2017年6月,我國的墨子號衛星成功向相距1200千米的兩個地面站發送糾纏光子對,這就為將來發展一種基於量子糾纏的量子保密通信打下了基礎。
威武了,我大祖國!