量子糾纏理論是什麼,對我們的生活有什麼作用

2021-01-15 維c愛好者

先給大家放張圖大家對量子糾纏有一個感知上的認識,量子糾纏理論就是一個變了,另一個也會「瞬變」。

我們今天所講的量子<糾纏>是微觀物理世界的一種現象,其主體是微觀粒子。1935年愛因斯坦和其助手發表了一篇EPR論文。正是這篇論文不經意間打開了通往量子<糾纏>世界的大門。EPR討論的是兩個微觀粒子的彈球遊戲。眾所周知,在宏觀世界中,兩個相互碰撞的小球在碰撞以後,我們在測量一個小球的位置和動量以後可以算出另一個小球的位置和動量。雖然這些信息之間存在相關性, 但是兩個小球確實又是獨立的,即對一個小球進行測量不會影響到另一個小球。其相互之間的<糾纏>是有條件的,受空間限制和時間限制。 然而當這個彈球遊戲放到微觀世界後,這樣的相關性卻不是確定的,科學家們在實驗中發現兩個經過一定相互作用後分開的電子之間存在的是一種隨機的相關性。比如當我們測量兩個相互碰撞的電子時,會發現,其速度總是大小相等,方向相反,但其與初始位置之間的距離卻不相等,這顯然是矛盾的。這種隨機相關性無法完全由電子本身來解釋,也就是說這樣的相關性一部分來自於測量過程,也就是說測量過程改變了電子的位置。

如果這是正確的,那麼將說明我們在測量過程中,電子之間存在某種超越時空的緊密<糾纏>。至此,EPR論文顯示了其玄機:微觀粒子的彈球和宏觀中的彈球存在區別。電子之間的隨機相關性可能預示著微觀粒子之間的這種<糾纏>效應。 量子<糾纏>有很多神秘之處,譬如:<糾纏>的主體是什麼?<糾纏>是怎樣形成的?<糾纏>能被解開嗎?如何理解<糾纏>過程中的這種看似的超距作用?我們都知道物體之間存在萬有引力,但這種力的作用是如何施加到物體上的呢?這個牛頓無法解釋。在連續運動的框架下,這樣的超距作用是說不通的。由連續運動圖像,任何作用和影響都是經由空間連續傳播的,在時空中可描述;而超距作用則本身具有一種瞬時性和不連續性,在空間中無法描述。因此可以說超距作用和連續運動是兩種本質不同的過程。相對論有兩條最基本的假設,即相對性原理和光速不變原理。這都是針對連續運動而言的。在相對論的框架下,不可能存在超光速和超距作用,否則將會導致因果迴路,產生一連串邏輯矛盾。 然而在量子理論中,波函數的坍縮是同時的,這就會導致非定域性和超距作用的存在。貝爾不等式和貝爾定理是理解這兩點的關鍵。至今,人們已經進行了大量實驗證明貝爾定理,儘管這些實驗都存在漏洞,但實驗結果仿佛正證實著量子理論的預言。至此我們可以看到了量子力學和相對論的不相容性。

儘管量子理論顯示可以存在超距作用,但目前的量子理論禁止使用量子非定域性來實現超光速信息傳遞或超距通信。這是由於科學家普遍給出一個證明的結論:單個未知波函數(量子態)不可能被完全測知,同時也無法區分任意給定的兩個非正交波函數。然而,量子理論還在不斷發展。科學家構想了雙貝爾實驗,證實了波函數坍縮過程的同時性和單向光速各向同性不可能同時滿足相對性原理。它們的結合必將導致邏輯上被禁止的因果迴路。於是必然存在一個由波函數的非同時性或者單向光速各向異性所選擇出的絕對參考系。這個參考系中,波函數坍縮同時性和單向光速的各向同性可同時成立。一旦存在這種絕對參考系,那麼超距通信將不再導致因果迴路,也就是說它是被允許的。有科學家對量子力學進行非線性修正,加入意識的因素可以實現超距通信,這只是一個有趣猜想,超距通信,可能存在,也可能不存在。 它的作用的?1993年3月,IBM的科學家本奈特在,美國物理學會的年會上首次宣布了量子隱形傳態是可能的。根據量子理論,所有物體都是由相同的粒子組成的,而一個物體就是由組成它的所有粒子的量子態來描述。於是,假如我們在另一個地方利用其他相同的粒子可以重建這些組成粒子的量子態,那麼我們就在另一個空間得到了這個物體的精確拷貝。量子隱形傳態不通過中間空間,他是一種無實體的傳輸,被傳送的只是信息,不是物質和能量。

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