愛因斯坦在他的狹義相對論中提出了宇宙的最基本原理,即光速不可超越。可是在量子力學(xué)中,關(guān)于“量子糾纏”的模型,似乎要顛覆這一理論。這也是愛因斯坦最痛恨量子力學(xué)的地方,它稱之為“遙遠(yuǎn)的鬼魅行為”。
量子糾纏是微觀粒子的一種特殊性質(zhì)。我們知道微觀粒子在空間中運(yùn)動時,它要符合量子力學(xué)基本原理,即不能同時準(zhǔn)確測量位置和動量。而這樣的微觀粒子被拆分成兩個更小的粒子時,這兩個小粒子就會形成量子糾纏,如果我們稱這小粒子分別為A和B的話,那A和B就會有類似心靈感應(yīng)的特性,使大粒子平衡。比如A是1的化,B就是-1,他們的和,即1 (-1)=0?,F(xiàn)在問題來了,由于AB是糾纏在一起的,我們?nèi)藶榈膶B分開很遠(yuǎn)很遠(yuǎn),比如一個放在地球,一個放到月球上去。然后去觀測A,若發(fā)現(xiàn)A是1,那么B就是-1,若A是-1,那么B就是1。這聽起來好像很簡單啊,相當(dāng)于你在兩個籃子里分別放了蘋果和梨,打開第一個籃子發(fā)現(xiàn)是蘋果,那么第二個籃子就是梨了。
量子糾纏就這么簡單?其實(shí)不然,這里的A和B粒子是以一種疊加態(tài)的形式彌散在空中的,如果你不去觀測,它永遠(yuǎn)是1和-1的疊加態(tài)。而當(dāng)你去觀測了A粒子后,A粒子坍縮了,成為了具體的1,而你對A的觀測,瞬間影響到了B,B立刻坍縮為-1,這瞬間有多快呢?據(jù)測量,它的速度達(dá)到光速的1萬倍。也就是說在A被測量的瞬間,B就感受到了,這就是愛因斯坦眼中遙遠(yuǎn)的鬼魅行為。也是目前所知的超光速的行為,但是這種行為目前還不能傳遞信息。
那量子通信又是什么呢?我國發(fā)射了“墨子號”量子通信衛(wèi)星。其實(shí)量子通信是一個統(tǒng)稱,是指利用量子糾纏這一特殊性質(zhì)為我們的通信加密。比如在通信中,我們給目標(biāo)雙方分別發(fā)送了兩個糾纏的粒子A、B。在正常通信下,A和B處于一種疊加態(tài),一旦有人對通信內(nèi)容進(jìn)行竊取,糾纏的A和B馬上顯示出它的本征態(tài),在AB端的我們就立刻知道有人竊取信息了。
以上說的就是量子糾纏跟量子通信。
于是有人提出,能不能對糾纏的粒子A或粒子B進(jìn)行干預(yù)呢,比如A是朝上自旋的粒子,那么我們就知道B是朝下自選的粒子。如果現(xiàn)在對A進(jìn)行干預(yù),使A發(fā)生向下自旋,那這時候遙遠(yuǎn)的B就能感應(yīng)到A的改變而發(fā)生改變產(chǎn)生向上的自旋,目前這樣的技術(shù)還沒有實(shí)現(xiàn)。如果這樣的技術(shù)能實(shí)現(xiàn)的化,那就是真正的超距作用了,我們通過對A粒子的上下自旋進(jìn)行0、1的編碼,直接發(fā)送信息,就能超過光速萬倍進(jìn)行信息傳播。也許這樣的方法根本無法實(shí)現(xiàn),雖然粒子糾纏感應(yīng)是超距的,但是它不能傳遞信息,要是真正能超光速傳遞信息,那還了的,可能嚇得愛因斯坦都要從棺材里爬出來了。
目前量子糾纏的工作機(jī)制還沒弄清,真正的超光速還沒有發(fā)現(xiàn)。關(guān)于這些大家有什么想法嗎?歡迎留言討論
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