Quantumentanglementispoisedtorevolutionizetechnologyfromnetworkstocodebreaking–butfirstweneedtoknowit’sreal.JoinphysicistsastheycapturelightfromacrosstheuniverseinabidtoproveEinstein’s“spookyactionatadistance.”
爱因斯坦说他并不屑于琐屑的具体问题,他仅仅是想知道,所谓的上帝,是如何创造这个世界的。一、量子纠缠的起源
1927年在布鲁塞尔召开第五届索尔维会议,量子力学理论被提出。
量子理论认为物质内部的微小粒子,如原子及其轨道电子并非实心球体,而是既模糊又不确定。粒子在被探测前,并非实体,而是概率波的形式存在,只能描述其在某处的概率。轨道理论到电子云理论
电子的传播,在被探测前,电子以概率波存在,没有具体位置
理论提出后与物理学传统的观念发生冲突,在爱因斯坦与波尔等量子力学支持者间进行了大辩论。
1935年爱因斯坦与两个助手从量子力学的理论推导出,EPR佯谬。
爱因斯坦认为粒子应该一直都是实在的,它们肯定还有神秘深奥的物理性质从而在一开始就决定了其性质,其魔术般的行为,必然有一个隐秘的解释,但量子理论缺少这个隐秘理论的支持,所以指出量子力学时不完备的。ERP佯谬
量子力学的方程预测了一种粒子之间不可能的关联。两个随机过程,结果却是相关的,无视距离。
波尔回应:一个粒子能以某种神秘方式影响另一个,存在量子纠缠。二、量子纠缠的验证
30-40年代,量子纠缠未有进展,但量子力学理论的应用开始在各领域展开,
曼哈顿计划:原子弹、贝尔实验室激光器、晶体管。
1964年,约翰·贝尔证明了,波尔和爱因斯坦的理论,对粒子行为做出了不同预测,
如果能随机对每个粒子进行二选一的测验,并检查结果的相关性,就知道哪个理论是正确的
几年后,克劳泽和弗里德曼进行贝尔测试实验,实验结果符合量子力学的强相关性特征。贝尔测试实验
由于克劳泽和弗里德曼的贝尔检测实验可能存在漏洞,实验方法可能产生纠缠假象
可能存在仪器问题,使光子并非真正随机选择了滤光镜,可能存在共性因素,悄悄影响了实验设计和要发射的粒子类型。
量子纠缠的终极实验,以宇宙为背景的“贝尔检测实验”
实验结果符合量子力学的强相关性特征。三、量子纠缠的应用
1.量子计算机
传统的计算机以bit(位)来记录数据,通过晶体管的[0,1]状态进行描述。量子计算机使用的是量子位,不只是[0,1],可以是二者的叠加
不止粒子间存在量子纠缠,量子比特群也能被纠缠连接,用来制造量子计算机
量子比特越多,信息处理能力越强,能解决传统计算机不能解决的问题
2.量子加密
中国科技大学的潘建伟团队,发射世界首个量子通讯卫星,使量子信息传递的更远
准备在加拿大、非洲一些国家建立地面站,用卫星实现全球量子通讯
四、量子纠缠对时空观的思考
空间中的两点可以即时交流,随着空间的消失,这就不再成为问题,最终,就只剩下这个量子力学世界,不再有空间的概念,EPR悖论也不存在。
ps:好久没接触物理,一段时间来满脑子都是社会科学的东西,兴趣也在慢慢向那边转移。偶然看了个科普片,发现还能激荡起些许心绪,还没完全沦为个“俗人”。
详情