量子纠缠的机制是什么?一定要理解整体性概念
正像湯衛(wèi)東教授說(shuō):量子隱形傳態(tài),是在一對(duì)量子糾纏資源的輔助下,將某個(gè)未知量子態(tài)信息傳遞到另外一個(gè)地方。傳遞的是信息,而非物質(zhì)。若用“瞬間轉(zhuǎn)移”來(lái)形容,轉(zhuǎn)移的也只是量子態(tài),并不是粒子本身。
現(xiàn)在來(lái)回答,最后一個(gè)問(wèn)題:量子糾纏的機(jī)制是什么?
我在《變化》中說(shuō)過(guò),量子糾纏的超光速是假象,其實(shí)在本章中也說(shuō)明了這點(diǎn)。但量子糾纏的機(jī)制,我沒(méi)有敢在《變化》中寫(xiě),因?yàn)閷?shí)在是想不出。翻了好多資料,看了好多文字,還是一頭霧水。
我倒并不是怕你們罵我,否則我寫(xiě)完《變化》之后,就不會(huì)寫(xiě)這本了。實(shí)在我有時(shí)間,然后我又喜歡這些東西。然后我發(fā)現(xiàn)還沒(méi)有這樣一本書(shū),讓我這樣的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的人,能讀懂的科普書(shū)籍。
那我不愿意等,等別人寫(xiě)出來(lái),我再看。時(shí)間有限,趕緊行動(dòng)吧。我自己寫(xiě)吧。就這樣,我開(kāi)始寫(xiě)了。有多有意思,有多有燒腦,有多有費(fèi)眼睛我就不說(shuō)了。總之,我很享受這過(guò)程。
今天我要寫(xiě)量子糾纏的機(jī)制,當(dāng)然是大膽假設(shè)。給別人啟發(fā),就是給自己驚喜。
首先大家這樣理解:一個(gè)量子系統(tǒng)是由幾個(gè)處于量子糾纏的子系統(tǒng)組成,而整體系統(tǒng)所具有的某種物理性質(zhì),子系統(tǒng)不能私自具有,這時(shí),不能夠?qū)ψ酉到y(tǒng)給定這種物理性質(zhì),只能對(duì)整體系統(tǒng)給定這種物理性質(zhì),它具有“不可分性”。
不可分性不一定與空間有關(guān),處于同一區(qū)域的幾個(gè)物理系統(tǒng),只要彼此之間沒(méi)有任何糾纏,則它們各自可擁有自己的物理性質(zhì)。物理學(xué)者艾雪·佩雷斯(Asher Peres)給出不可分性的數(shù)學(xué)定義式,可以計(jì)算出整體系統(tǒng)到底具有可分性還是不可分性。
假設(shè)整體系統(tǒng)具有不可分性,并且這不可分性與空間無(wú)關(guān),則可將它的幾個(gè)子系統(tǒng)分離至兩個(gè)相隔遙遠(yuǎn)的區(qū)域,這動(dòng)作凸顯出不可分性與定域性的不同──雖然幾個(gè)子系統(tǒng)分別處于兩個(gè)相隔遙遠(yuǎn)的區(qū)域,仍舊不可將它們個(gè)別處理。在EPR佯謬?yán)?#xff0c;由于兩個(gè)粒子分別處于兩個(gè)相隔遙遠(yuǎn)的區(qū)域,整體系統(tǒng)被認(rèn)為具有可分性,但因量子糾纏,整體系統(tǒng)實(shí)際具有不可分性,就像一個(gè)“蹺蹺板”系統(tǒng),這是我反復(fù)強(qiáng)調(diào)的。
那這個(gè)系統(tǒng)是什么呢? 肯定是一種場(chǎng)。從發(fā)生的糾纏粒子“同源”性質(zhì)我們可以有這樣的認(rèn)識(shí)。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō),是一種電磁場(chǎng)。
再來(lái)看看上面的那幅圖,以便于理解量子糾纏機(jī)制。
以上面的量子糾纏為例,我們可以這樣理解。激光就是運(yùn)動(dòng)光,光是電磁波。也可以說(shuō)激光就是運(yùn)動(dòng)的電磁場(chǎng)。
理論上電磁場(chǎng)的輻射范圍是無(wú)限遠(yuǎn)的。也就說(shuō)理論上量子糾纏粒子間的距離可以達(dá)到無(wú)限遠(yuǎn)。但現(xiàn)實(shí)中難以實(shí)現(xiàn),因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)與距離r是有關(guān)的。我自己根據(jù)上圖畫(huà)一個(gè)升級(jí)版的。圖畫(huà)的不好,見(jiàn)諒。方便大家理解。
整體的場(chǎng)就如同這個(gè)大喇叭形狀的圖,但量子糾纏對(duì)的每一種情況可以單獨(dú)視為一個(gè)小系統(tǒng)。可以叫“量子微場(chǎng)”,這樣我們把A2和B2的量子糾纏對(duì)微場(chǎng)系統(tǒng)叫L,其他兩個(gè)分別是L1和L2.
L到L1,到L2的距離是增加的,A1和B1其實(shí)是A2和B2到L1的情況。A和B其實(shí)又是A1和B1到L2的情況。在這個(gè)變化過(guò)程中,量子糾纏對(duì)粒子之間的距離增大了,量子糾纏對(duì)與晶體的距離也增大了。
這就是說(shuō)理論上而言,量子糾纏對(duì)之間的距離可以達(dá)到無(wú)限遠(yuǎn)。目前最新的測(cè)量1200公里。但現(xiàn)實(shí)中不能實(shí)現(xiàn)無(wú)限遠(yuǎn)。是因?yàn)榱孔蛹m纏機(jī)制很敏感。距離場(chǎng)源越遠(yuǎn),超強(qiáng)聯(lián)系是遞減的。換句話(huà)講就是距離越遠(yuǎn)越容易被干擾,而使得糾纏態(tài)解除。
在這里要強(qiáng)調(diào),量子微場(chǎng)這個(gè)概念,是為了將量子糾纏對(duì)看作整體而在大場(chǎng)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的設(shè)想。量子微場(chǎng)是包括在大電磁場(chǎng)的范疇內(nèi)的。
這樣我們?cè)跍y(cè)量的時(shí)候,為什么會(huì)得到兩個(gè)粒子相聯(lián)系的現(xiàn)象就好理解了。因?yàn)檫@是一個(gè)系統(tǒng),而兩個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)量是有限的。
兩個(gè)相互糾纏的粒子分別測(cè)量其物理性質(zhì),像位置、動(dòng)量、自旋、偏振等,則會(huì)發(fā)現(xiàn)量子關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。例如,假設(shè)一個(gè)零自旋粒子衰變?yōu)閮蓚€(gè)以相反方向移動(dòng)分離的粒子。沿著某特定方向,對(duì)于其中一個(gè)粒子測(cè)量自旋,假若得到結(jié)果為上旋,則另外一個(gè)粒子的自旋必定為下旋,假若得到結(jié)果為下旋,則另外一個(gè)粒子的自旋必定為上旋。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢。很顯然兩個(gè)量子糾纏態(tài)粒子是用一個(gè)波函數(shù)來(lái)描述的。粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)態(tài)數(shù)是與自旋有關(guān)的。這種情況就類(lèi)似將這個(gè)量子微場(chǎng)看作一個(gè)“費(fèi)米子”,當(dāng)你對(duì)兩個(gè)糾纏粒子測(cè)量時(shí)候,他們不能同時(shí)處于同一種運(yùn)動(dòng)態(tài)。所以會(huì)出現(xiàn)一個(gè)上,一個(gè)下。或一個(gè)下,兩一個(gè)上。其實(shí)很好理解,就是同一個(gè)人,你可能同時(shí)在兩個(gè)地方。
所以理解量子微場(chǎng)是很重要的,整體性是不能脫離的。這就是量子糾纏的機(jī)制。
所以根據(jù)我的理論,有以下預(yù)測(cè)。
1、量子糾纏的粒子間距,還會(huì)擴(kuò)大。不會(huì)止于1200公里。但這個(gè)距離會(huì)有限制。因?yàn)楦蓴_無(wú)法避免。這是客觀上的。
2、量子糾纏屬實(shí)不能說(shuō)明量子力學(xué)的不完備性。事實(shí)上完備性才是不存在的。我這樣說(shuō)不是說(shuō)世界或量子體系是不確定的。是因?yàn)槲覀儫o(wú)法掌握完備性的所有因素,所以理論無(wú)論從實(shí)驗(yàn),還是數(shù)據(jù)來(lái)看,都是不完備的。但世界的確定性,已經(jīng)包含在世界規(guī)律邏輯之中的!! 你一定要理解這句話(huà),才能理解為什么世界是確定的。
就像維特根斯坦在《邏輯哲學(xué)》中說(shuō)的,一個(gè)事件發(fā)生了,一定是這種發(fā)生的條件早就包含在邏輯之中了。
3、看到過(guò)用量子糾纏研究時(shí)間的論文,量子糾纏和時(shí)空有聯(lián)系,但要探究時(shí)間的本質(zhì)。用量子糾纏還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。甚至說(shuō)不是主要矛盾,所以時(shí)間不應(yīng)該以此為主線(xiàn)研究。時(shí)間還是我在《變化》中的觀點(diǎn)那樣。是客觀存在的,時(shí)間是能量物質(zhì),在引力場(chǎng)中的位置以及運(yùn)動(dòng)速度的應(yīng)變度量過(guò)程。在我們沒(méi)有對(duì)量子和宏觀世界的界限做出判定之前,時(shí)間體系就不應(yīng)該一分一二。
4、量子糾纏和夸克禁閉是狀態(tài)相反的兩種狀態(tài)。量子糾纏隨距離變大,超強(qiáng)關(guān)聯(lián)性減弱。夸克禁閉相反,隨著距離增大,超強(qiáng)關(guān)聯(lián)性增加。所以強(qiáng)相互作用力,最大。
以上就是我對(duì)量子糾纏的認(rèn)識(shí)和理論。我知道再寫(xiě)2萬(wàn)字,也還能有很多延伸。我們的認(rèn)識(shí)永遠(yuǎn)是深化的。
摘自獨(dú)立學(xué)者,詩(shī)人,作家,國(guó)學(xué)起名師靈遁者量子力學(xué)書(shū)籍《見(jiàn)微知著》
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的量子纠缠的机制是什么?一定要理解整体性概念的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇: EverBox开发笔记-3-iCloud
- 下一篇: 【Codeforces 1118D1】C