解釋一下量子糾纏現象宇宙中最神奇的量子糾纏現象,究竟是什麼?

2021-03-05 09:17:29 字數 4789 閱讀 4229

1樓:鐵血男二

量子糾纏(quantum entanglement),又譯量子纏結,是一種量子力學現象,其定義上描述複合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態,此量子態無法分解為成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。

具有量子糾纏現象的成員系統們,在此拿兩顆以相反方向、同樣速率等速運動之電子為例,即使一顆行至太陽邊,一顆行至冥王星,如此遙遠的距離下,它們仍保有特別的關聯性(correlation);亦即當其中一顆被操作(例如量子測量)而狀態發生變化,另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。如此現象導致了「鬼魅似的遠距作用」(spooky action-at-a-distance)之猜疑,彷彿兩顆電子擁有超光速的祕密通訊一般,似與狹義相對論中所謂的局域性(locality)相違背。這也是當初阿爾伯特·愛因斯坦與同僚玻理斯·波多斯基、納森·羅森於2023年提出以其姓氏字首為名的愛波羅悖論(epr paradox)來質疑量子力學完備性之緣由。

量子力學是非定域的理論,這一點已被違背貝爾不等式的實驗結果所證實,因此,量子力學展現出許多反直觀的效應。量子力學中不能表示成直積形式的態稱為糾纏態。糾纏態之間的關聯不能被經典地解釋。

所謂量子糾纏指的是兩個或多個量子系統之間存在非定域、非經典的強關聯。量子糾纏涉及實在性、定域性、隱變數以及測量理論等量子力學的基本問題,並在量子計算和量子通訊的研究中起著重要的作用。

多體系的量子態的最普遍形式是糾纏態,而能表示成直積形式的非糾纏態只是一種很特殊的量子態。歷史上,糾纏態的概念最早出現在2023年薛定諤關於「貓態」的**中。糾纏態對於瞭解量子力學的基本概念具有重要意義,近年來已在一些前沿領域中得到應用,特別是在量子資訊方面。

例如,量子遠端通訊。

目前,我國科學家潘建偉已經成功的製備了5粒子最大糾纏態,領先其它國家。

2樓:匿名使用者

說白了,就是兩個有量子糾纏現象的粒子,

其中一個的狀態改變時,另一個也跟著改變.

比如拿兩個電子,它們的運動方向相反,速度相同,不論它們之間距離有多遠,

只要一個的自轉方向改變,另一個必定隨之改變,其中沒有任何時間差.

宇宙中最神奇的量子糾纏現象,究竟是什麼?

3樓:央央窗褁

量子糾纏,是2023年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波,是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象,也許他們在空間距離上是分開的。比如2023年6月15日,中國量子科學實驗衛星「墨子號」,率先成功實現「千公里級」的星地雙向量子糾纏分發,打破了此前國際上保持多年的「百公里級」紀錄。也就是說,以目前的測量來看,量子糾纏至少可以在1千公里內發生。

什麼是量子糾纏現象?

用通俗的方式來講一下,我們把一個量子比作一個可以旋轉的黑白相間的圓盤(見下圖)。那麼量子糾纏現象就成了兩個圓盤中之間的相互作用。現在同時轉動兩個圓盤,我們發現,無論我們轉動多少次,這兩個圓盤中間的指標所指的區域顏色都是不同的,即:

兩個圓盤中,不管哪一個指標向黑色,那麼另外一個必然是白色。反之毅然。那麼這個現象就是這兩個圓盤中之間的量子糾纏現象。

即使把其中一個圓盤放到月球上,這樣的現象同樣存在,同時轉動兩個轉盤所表現的結果同樣是一黑一白,是不會出現同色的情況。

當然這個例子的前提就是,兩個轉盤之間的量子糾纏關係是:一個白,另一個必然為黑。同理,如果轉盤是五顏六色的,紅、黃、藍、紫、青等等。

那麼兩個轉盤之間力規定一個為藍,另一個必定紅,那麼即使你轉10000次,結果都是這樣的。當然,若果你用手阻止了其中的一個轉盤,那麼這兩個轉盤之間的糾纏狀態就會被打斷。當然,這兒的轉盤並不是顯示世界真正存在的轉盤,只是量子的一個比喻。

也就是說,量子糾纏現象是兩個粒子之間的相互影響。其中一個的狀態發生變化,另外一個糾纏態的量子也會發生變化。但是量子糾纏中任何一個量子的狀態都不能受外力干擾,否者這種糾纏態就會瞬間消失,這樣就是為什麼量子糾纏速度快於光速,卻不能用於通訊傳輸的原因之一。

該如何理解量子糾纏現象,變化一書中的觀點對嗎?

4樓:匿名使用者

兩個粒子的外部資訊是共同的,一個糾纏量子動了,另外一個糾纏粒子便會互動。它們的內外部資訊是一體的,永遠沒有距離,彼此不分。量子糾纏是一個內外資訊的問題,小粒子可以糾纏,大粒子也可糾纏,兩個糾纏的粒子資訊是一樣的。

如果來了一個新粒子和其中的一個發生糾纏,就必須資訊同化,自然多餘的資訊就給了那落單的粒子了。在外來粒子取代原有粒子的同時,在外部資訊改變中,粒子內部資訊同時發生改變。

知識拓展:

量子糾纏(quantum entanglement),或稱量子纏結,是一種量子力學現象,是2023年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波,其量子態表示式:其中x1,x2分別代表了兩個粒子的座標,這樣一個量子態的基本特徵是在任何表象下,它都不可以寫成兩個子系統的量子態的直積的形式。定義上描述複合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態,此量子態無法分解為成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。

量子糾纏技術是安全的傳輸資訊的加密技術,與超光速傳遞資訊相關。儘管知道這些粒子之間「交流」的速度很快,但我們目前卻無法利用這種聯絡以如此快的速度控制和傳遞資訊。因此愛因斯坦提出的規則,也即任何資訊傳遞的速度都無法超過光速,仍然成立。

實際上的糾纏作用並不很遠,而且一旦干涉其中的一方,糾纏態就會自動消除。

理論產生

從19世紀末到20世紀初,量子力學快速發展並完善起來,解決了許多經典理論不能解釋的現象,大量的實驗事實及實際應用也證明了量子力學是一個成功的物理理論。但是關於量子力學的基本原理的理解卻存在不同的解釋。

眾多的物理學家在自己觀點的指引下,對量子力學的基本解釋提出了自己的看法,主要有三種:傳統解釋、ptv系統解釋和統計解釋,這三種解釋之間既有區別又有聯絡。

傳統解釋出發點是量子假設,強調微觀領域內每個原子過程或基元中存在著本質的不連續,其核心思想是玻爾的互補原理(並協原理),還接受了玻恩對態函式的概率解釋,並把這種概率理解為是同一個粒子在給定時刻出現在某處的概率密度。ptv系統解釋的代表是玻姆,這種解釋試圖通過構造各種隱變數量子論來尋找量子力學的決定論基礎,即為態函式的概率解釋建構決定論的基石,目的是在微觀物理學領域內恢復決定論和嚴格因果性,消除經典世界同量子世界的獨特劃分,回到經典物理學的預設概念,建立物理世界的統一說明。統計解釋認為態函式是對統計系統的描述,量子理論是關於系統的統計理論,這個系統是由全同地(或相似的)製備的系統組成,不需要一個預先確定的動力學變數的集合,是一種最低限度的系統解釋。

上面講到三種觀點之間,是既有聯絡又有區別,正是由於各方都堅持己見,才有了著名的愛因斯坦與玻爾之間的論戰。(愛因斯坦說:「上帝不擲骰子。

」玻爾說:「親愛的愛因斯坦不要指揮上帝做什麼。」)量子糾纏才被愛因斯坦以一個悖論的疑問提出。

量子糾纏就此提出。

2023年9月,玻爾在科摩會議中首度公開地演講他的互補原理,由於他採用了大量的哲學語言來闡釋互補原理,使大家感到震驚與困惑。當時大多數人對於測不準關係及互補原理的深刻內涵還不大明瞭。幾個星期後在布魯塞爾舉行的第五屆solvya會議,包括玻爾、愛因斯坦、玻恩、薛定諤、海森堡等世界最著名的科學家都出席了這項盛會。

玻爾在會議中重述了他在科摩會議上的觀點。由於愛因斯坦並未參加科摩會議,因為目前地球上面能干擾量子糾纏的環境基本沒有,他出席了也沒有任何的證明量子學還是在他的知識理論下。但他知道,量子糾纏在黑洞,及更小的等級時絕對會干擾量子糾纏,這還是他首次聽到玻爾親自闡述互補原理和對量子力學的詮釋。

5樓:柳鯤鵬

人類有科技以來,從來沒有量子力學這樣的理論,連業內人士自己都覺得糊塗、不可思議、難以理解。怎麼不可思議?不僅違背常識,而且是荒唐。比如波粒二象性,比如量子糾纏。

今天咱說說,什麼叫量子糾纏。量子糾纏,就是兩個光子之前超距離互相感知的事情。這裡就不搬弄理論了,咱還是舉例來說。

比如說,咱手上有一幅手套,左手和右手。然後放入兩個不同的盒子裡。在現實中,大家都知道,盒子裡放的什麼手套,是確定無疑的。比如說,咱盒子甲放的左手,盒子乙放的右手。

可是在量子世界中,這事就不確定了。什麼意思?就是說,雖然咱將兩個手套(光子)放入不同的盒子,可是盒子裡的手套是左手還是右手(光子自旋),是不確定的,可能是左手,也可能是右手。

開啟盒子甲,如果看到左手,那麼盒子乙就是右手,反之亦然。

說到這裡有人就憤怒了:難道盒子裡的手套不是確定的嗎?怎麼可能是左手也可能是右手?

其實不要說閣下憤怒,也不要說吾這種低智商人士,就是量子理論的科學家都覺得不可思議。可是這就是量子世界啊。

那麼,這個想法到底對不對?有人提出了貝爾不等式,來確定盒子裡的手套是確定的,還是不確定的。如果成立,就證明盒子裡的手套是確定的,否則就是不確定的。

結果呢?在巨集觀世界當然是成立的,而在量子世界,這個不等式確實不成立。這是何等的。。。

這不科學!

其實呢,科學本身並不科學,而是「假說」。只是能解釋現象,指導實踐,就是科學。量子理論有這樣那樣的荒唐,可是實實在在的指導微觀實踐。

量子糾纏現象第一次是在什麼時候發現的?

6樓:匿名使用者

是真的,而且已經應用了,主要兩個方面,一是量子計算機,而是量子通訊。

量子糾纏的本質是什麼?

7樓:匿名使用者

在量子力學裡,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)。量子糾纏是一種純粹發生於量子系統的現象;在經典力學裡,找不到類似的現象。[1]

中文名量子糾纏

外文名quantum entanglement別稱量子纏結

提出者愛因斯坦、波多爾斯基、羅森塔爾

提出時間

2023年

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