愛因斯坦的幽靈量子糾纏之謎

2020-07-28 水清淺藍


愛因斯坦在啟動量子力學方面發揮了關鍵作用,通過他的光電效應理論但他對這一理論的哲學含義深感困擾,儘管愛因斯坦以推導出質能方程而聞名於世,他對物理學的最後一次偉大貢獻實際上是,1935年與他的年輕同事Boris,直到20世紀80年代,都被認為是一個奇怪的哲學註腳,這份EPR論文最近成為對量子物理新理解的核心,它描述了一種奇怪的現象,現在被稱為糾纏態,論文首先講述了從一個來源發射出的成對粒子,每個都具備可測量特性,每次測量都有兩個概率相等的可能結果,隨後在同一粒子中測量相同性質將產生相同的結果。

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這種情況的奇怪含義,不僅是單個粒子的狀態在被測量之前是不確定的,但是測量結果決定了狀態,測量結果對其他屬性影響更大,如果你把一個粒子測量為狀態,然後再進行第三個屬性的測量你有50%的機會得到A或B,但如果你再重複第一次測量,你有50%的機會得到0,即使粒子已經被測量為,因此切換被測屬性會擾亂原始結果,從而產生新的隨機值,當你觀察兩個粒子時,當你觀察兩個粒子時事情變得更加奇怪,每個粒子都會產生隨機結果,但是如果你比較這兩者,你會發現它們總是完全相關的,例如如果兩個粒子的測量值均為,則關係始終保持不變,這兩個狀態是糾纏的,測量一個將絕對確定地告訴你另一個的狀態。

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但這種糾纏似乎違背了愛因斯坦著名的相對論,STOP,因為沒有什麼可以限制粒子之間的距離,如果你中午在紐約量其中一個,一秒鐘後在舊金山測量另一個,他們仍然給出完全相同的結果,但是如果測量值確定了這個值,向另一個粒子發送某種信號,相對論認為這是不可能的,因此,愛因斯坦將這種糾纏視為幽靈行動而不予理睬,愛因斯坦將這種糾纏視為幽靈行動而不予理睬,他認為量子力學是不完整的。

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僅僅是對更深層現實的一種近似罷了,兩個粒子都有預先確定的狀態,國,但對我們來說是不可知的,尼爾斯:玻爾領導的正統量子理論的支持者,堅持認為量子態從根本上是不確定的,糾纏使得一個粒子的狀態依賴於它的遙遠的夥伴,30年來物理學一直處於僵局中,直到約翰:貝爾發現測試EPR論點的,直到約翰·貝爾發現測試EPR論點的,關鍵是研究涉及對兩個粒子進行不同測量的情況,愛因斯坦和羅森所青睞的局部隱變量理論嚴格限制了,你得到像1A或B0的結果的概率,因為結果必須提前確定,貝爾展示了純粹的量子方法,粒子的狀態在測量前是完全不可確定時,有著不同的限制,並以此預測了混合的測量結果,當貝爾研究出如何測試EPR論點後,clauser和80年代初。

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測試了EPR預測,所有的實驗都證明了同樣的事情,量子力學是正確的,糾纏粒子的不定態之間的關係是真實的,不能用更深的變量來解釋,EPR論文被證明是錯誤的,通過引導物理學家深入思考量子物理學的基礎,它進一步闡述了這個理論,並幫助開展了對如下主題的研究,量子信息現在是一個欣欣向榮的領域,有潛力開發出無與倫比的計算機,測量結果的隨機性阻止了科幻小說中的場景,比如使用糾纏粒子以比光更快的速度發送信息,所以相對論目前是安全的,但是量子宇宙的奇特之處遠遠超出愛因斯坦的想像。


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  • 量子?糾纏?量子糾纏到底是什麼?
    量子糾纏很不同卻也難以理解,不過也有方法可以讓它很容易被理解。加拿大多倫多大學的艾瑪爾(Amar Vutha)的解釋如下:圖解:糾纏是粒子性質間的一種「量子糾正」。(示意圖如上)量子計算機、量子密碼學和與量子相關的東西都經常在新聞中被報導。關於他們的文章不可避免的都會提到糾纏,量子物理學的性質使得這些神奇的裝置成為現實。愛因斯坦將糾纏稱為「幽靈般的超距作用」,這個名字逐漸被人們了解認識。遠遠超過建造量子計算機、在其他方面理解和利用糾纏也是非常有用的。
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    量子糾纏是什麼?就像你和對象相隔千裡,一邊綠了另一邊的你也綠了你有沒有想過兩個物體相隔千裡也能存在一種微妙的聯繫,這絕不是科幻電影中的超能力,就連愛因斯坦也認為這是一種「鬼魅般的超距作用」根本不存在。量子糾纏在量子計算和量子密碼學等新興技術中得到了應用,並已被用於通過實驗實現量子隱形傳態。
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