中文字幕理论片,69视频免费在线观看,亚洲成人app,国产1级毛片,刘涛最大尺度戏视频,欧美亚洲美女视频,2021韩国美女仙女屋vip视频

  量子糾纏是什么？  

構(gòu)成我們宇宙的電子、光子和其他粒子彼此之間可以變得密不可分、“緊密相連”，在這種狀態(tài)下，無論兩個粒子相隔多遠(yuǎn)，在一個粒子身上觀測到的狀態(tài)，就能準(zhǔn)確反映出另一個“相連”粒子的狀態(tài)。這種聯(lián)系就被稱為量子糾纏。

量子糾纏發(fā)生在兩個系統(tǒng)（比如兩個粒子）相互作用時，它們的屬性也會隨即產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。糾纏常常與另一種被稱為疊加的量子現(xiàn)象相輔相成。疊加就是粒子同時存在于兩種不同的狀態(tài)中，例如，光子可以同時顯示水平和垂直的偏振狀態(tài)。

為了簡化地理解這個問題，我們可以先想想兩個“糾纏”的硬幣。每個硬幣都藏在杯子下面，只要不掀開杯子，硬幣就一直在“旋轉(zhuǎn)”，處于正面和反面的疊加狀態(tài)。一旦杯子被掀開，硬幣就將隨機變成正面或反面。

現(xiàn)在，鮑勃和愛麗絲兩人分別帶著一個杯子來到不同的房間。如果愛麗絲先掀開她的杯子，并發(fā)現(xiàn)她的硬幣反面向上（這個結(jié)果完全是隨機的），那么當(dāng)鮑勃掀開杯子時，也會發(fā)現(xiàn)反面向上的硬幣。

如果他們再次合上杯子重復(fù)這個實驗，硬幣又會回到疊加狀態(tài)。愛麗絲再次掀開杯子，這次可能會發(fā)現(xiàn)她的硬幣是正面的。那么，我們可以預(yù)期鮑勃也會發(fā)現(xiàn)他的硬幣處于正面。

  真實存在的糾纏  

1935年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森發(fā)表了一篇關(guān)于量子糾纏理論概念的論文。幾位物理學(xué)家描述了這個想法，但卻認(rèn)為它給量子力學(xué)帶來了問題，使理論變得不完整。

當(dāng)時，許多人都質(zhì)疑糾纏是否正確，甚至愛因斯坦本人也并不相信兩個粒子可以在很遠(yuǎn)的距離上保持聯(lián)系，稱它是“鬼魅般的超距作用”。他認(rèn)為這需要它們以超過光速的速度進(jìn)行交流，而他之前已經(jīng)證明這不可能。

但多年來，在各種實驗中，研究人員已經(jīng)產(chǎn)生了支持這一理論的糾纏粒子，糾纏已經(jīng)毫無疑問地成為量子世界最具代表性的詭異現(xiàn)象之一。

和愛麗絲和鮑勃的實驗類似，當(dāng)研究人員將兩個光子糾纏在一起，然后在精確控制的條件下將每個光子發(fā)送到不同的方向，它們將繼續(xù)處于疊加狀態(tài)，同時水平和垂直地偏振。只有當(dāng)其中一個光子被測量時，兩個光子才會隨機地得到兩種可能的偏振狀態(tài)中的一種。

物理學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)證明，糾纏可以跨越數(shù)百千米。2017年，一顆名為“墨子號”的中國衛(wèi)星將糾纏的光子發(fā)送到不同的地面站，它們之間相隔1200多千米，打破了糾纏粒子的距離記錄。

  用實驗理解更多粒子的糾纏  

量子關(guān)聯(lián)與普通的關(guān)聯(lián)大不相同。隨機性是關(guān)鍵所在。這種幽靈般的內(nèi)在隨機性實際上正是困擾愛因斯坦的問題，但它對量子世界的運作方式至關(guān)重要。

兩個糾纏的粒子的概念已經(jīng)非常令人費解了，當(dāng)涉及更多粒子時，情況還會變得更復(fù)雜。

例如，在人體等自然環(huán)境中，不是兩個，而是數(shù)百個甚至更多分子糾纏在一起，構(gòu)成了一個交織的群體。在這些多體糾纏系統(tǒng)中，整體大于部分之和。用一種形象的比喻，糾纏就像一根線，它穿過每一個單獨的粒子，并且指導(dǎo)它們?nèi)绾蜗嗷ミB接在一起。對科學(xué)家來說，真正的挑戰(zhàn)是要理解數(shù)百個甚至更多粒子，如何能夠以類似的方式相互聯(lián)系。

了解多體糾纏的第一步是在實驗室中創(chuàng)造并控制它。從根本上來說，這非常難做到。即使將規(guī)模再縮小一些，也并不簡單。

比如，如果研究人員創(chuàng)建一個系統(tǒng)，產(chǎn)生了20個糾纏的粒子，然后他們向不同方向分別發(fā)送10個，那么他們就必須測量第一組10個粒子中的每一個是否和另一組中的每一個粒子都發(fā)生了糾纏。

有許多不同的方法來檢驗這些關(guān)聯(lián)，對這些系統(tǒng)的描述也格外復(fù)雜。為了解決這個問題，許多研究人員正在努力思考糾纏材料的計算表示，它們要比現(xiàn)有的模型更簡單、更簡潔。

創(chuàng)建和控制量子系統(tǒng)的另一個困難與它們脆弱的性質(zhì)有關(guān)。就像被稱為“敏感植物”的含羞草一樣，當(dāng)環(huán)境發(fā)生輕微變化時，糾纏態(tài)就很容易消失。

在實驗中，糾纏的粒子會迅速與它們周圍的環(huán)境發(fā)生糾纏，這就破壞了研究人員可能試圖研究或使用的原始糾纏態(tài)。即使是一個飛過實驗的雜散光子也可能摧毀整個實驗。在量子計算領(lǐng)域，這種脆弱性也會帶來很多問題，導(dǎo)致計算錯誤。

  萬物的根源   

雖然糾纏是量子信息科學(xué)進(jìn)步的關(guān)鍵，但它同樣是理論物理學(xué)家格外感興趣的一個概念。

一些理論物理學(xué)家認(rèn)為，空間和時間本身就是潛在的量子連接網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果。時空中的任何兩點，無論相隔多遠(yuǎn)，實際上都是糾纏的。我們認(rèn)為彼此更近的時空點，可能只是比那些感覺更遠(yuǎn)的點更“糾纏”而已。

近期更多推測認(rèn)為，糾纏可以看作量子引力中縫合不同時空區(qū)域的線。這種糾纏與時空的聯(lián)系甚至可能有助于解決基礎(chǔ)物理學(xué)中最大的挑戰(zhàn)之一，那就是建立一個統(tǒng)一的理論，將廣義相對論的宏觀規(guī)律（引力）與量子物理學(xué)的微觀規(guī)律（亞原子粒子的行為方式）聯(lián)系在一起。