简单说说量子通信量子计算的物理基础”量子纠缠”的历史

来源: ViBravo 2016-08-23 12:07:55 [] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (4130 bytes)
本文内容已被 [ ViBravo ] 在 2016-08-23 16:43:15 编辑过。如有问题,请报告版主或论坛管理删除.

量子纠缠是从EPR佯谬引导出来的。

EPR佯谬是Einstein,Podolsky,Rosen在1935年提出的一个思想实验(Thought Experiment).

两粒子系统,各向相反方向离开。

按量子力学哥本哈根学派,没有测量前,每个粒子都是处于"叠加态"。

叠加态就好似钢琴曲中的“和弦”,由多个单音组成的复音。

若测量其中一个粒子,由于系统守恒,可以推理得出, 若测量天边的另一粒子,必定是第一个粒子的互补态.

那就等价于"瞬间"知道了天边另一粒子的状态,用俗话讲就是“超距感应”“隐形传态”,用物理术语讲就是“非定域性 ”(non-locality)。

爱因斯坦认为,“叠加态”会在理论上导致超距感应(非定域性).

老爱称之为“spooky action at a distance”,薛定鄂嘲笑之为"量子纠缠"。

迄今为止,人类在物质世界的所有经验都没有违反定域性.

由此爱因斯坦认为量子矩阵力学是不完备的。

为了不违反物理规律定域性,老爱认为两粒子在没有测量前就应该处于本征态, 而不是"叠加态".

本征态就好似钢琴曲中的"单音”.

粒子在没有测量前是处于"叠加态"是量子力学哥本哈根派的核心思想。

薛定鄂用半死半活的"薛定鄂猫"来嘲笑"叠加态"。

玻尔的辩护是,在没有测量前,人类不知道二个粒子是否分开相反飞离,在测量时,人类还期望测到二个粒子,所以"叠加态"不导致超距(非定域性)的"量子纠缠".  在量子世界里"薛定鄂猫"就是半死半活的.

简言之,玻尔认为量子力学是完备的。

EPR这种思想实验是无法用物理实验直接证实或证伪的。

爱因斯坦和玻尔争论到离世,谁也没有说服对方。

但他们有一点是一致的,物理现象应该是定域的,不存在“超距感应".

爱因斯坦玻尔争论的是量子力学是否完备,不是争论"量子纠缠"是否存在。

1964年爱尔兰物理学家JohnBell提出贝尔不等式,证明了通过验证这个不等式就等价于间接验证EPR佯谬。

就象对量子力学有不同的诠释,对贝尔不等式也有不同的诠释。

批评者认为贝尔不等式没有把EPR佯谬简化,严格验证这个不等式就等于直接验证EPR佯谬,实验上做不到。

支持者认为贝尔不等式是可以通过实验验证的。

从1967年始,50年来支持者们做了一系列实验验证贝尔不等式。

实验结果是超距的"量子纠缠"是确确实实存在的物理现象。

也就说,这些实验结果证明了爱因斯坦是错了,量子力学是完备的。

这些实验结果也证明了玻尔也有错,物理现象是可以有非定域性(超距感应)。

但是, 贝尔不等式支持者们也承认,迄今为止,所有这些实验都是有漏洞的。

中国最近刚发射了"量子科学实验卫星",与奥地利物理学家AntonZeilinger合作,利用这卫星在太空环境下做检验贝尔不等式的的实验,是一次补漏洞相对完善的大实验。

贝尔不等式批评者们是对种这实验不以为然的, 认为这种实验证明不了"量子纠缠"是真实物理现象。

迄今为止,所有证实"量子纠缠" 是 "物理现象"的实验是通过验证贝尔不等式间接证实的,不是直接观察到的。

所有跟帖: 

那个卫星可以证伪,也有一定价值。划不划算我就不知道了。 -QualityWithoutName- 给 QualityWithoutName 发送悄悄话 QualityWithoutName 的博客首页 (0 bytes) () 08/23/2016 postreply 12:36:35

会由此产生一批papers,顶级杂志,有没有用就不知道了。 -ViBravo- 给 ViBravo 发送悄悄话 (0 bytes) () 08/23/2016 postreply 13:05:47

知名激光物理学家沈元壤教授在国内的一次会议上风趣地说:“大家都喜欢做所谓热门课题, -ViBravo- 给 ViBravo 发送悄悄话 (464 bytes) () 08/23/2016 postreply 14:38:29

当年的星球大战不就是这样?上当或者主动上当的一定是独裁专制大国 -公鲨- 给 公鲨 发送悄悄话 公鲨 的博客首页 (0 bytes) () 08/23/2016 postreply 15:57:14

美国就是用冷战将苏联拖垮 -fourwaves- 给 fourwaves 发送悄悄话 (254 bytes) () 08/23/2016 postreply 16:11:00

这个问题也可以反过来问:为什么被冷战拖垮的是苏联而不是美国? -公鲨- 给 公鲨 发送悄悄话 公鲨 的博客首页 (0 bytes) () 08/23/2016 postreply 21:13:26

开个玩笑:”物质“的空间存在,是否有排他性? -闲看花开花落- 给 闲看花开花落 发送悄悄话 (0 bytes) () 08/24/2016 postreply 16:01:31

请您先登陆,再发跟帖!