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糾纏粒子的通信速度比光快嗎？ 糾纏可能是量子力學(xué)中最令人困惑的方面之一。從表面上看，糾纏允許粒子瞬間跨越巨大距離進(jìn)行通信，顯然違反了光速定律。但是，雖然糾纏粒子是相互連接的，但它們之間并不一定共享信息。 在量子力學(xué)中，粒子并不真的是粒子。粒子不是硬的、固態(tài)的、精確的點，而是一團模糊的概率云，這些概率描述了我們在實際尋找粒子時可能發(fā)現(xiàn)它的位置。但直到我們實際進(jìn)行測量之前，我們無法確切知道關(guān)于粒子的所有信息。 這些模糊的概率被稱為量子態(tài)。在某些情況下，我們可以以量子方式連接兩個粒子，以便用一個數(shù)學(xué)方程同時描述兩組概率。當(dāng)這種情況發(fā)生時，我們說粒子是糾纏的。  粒子間量子糾纏的效果圖 當(dāng)粒子共享一個量子態(tài)時，測量其中一個粒子的屬性可以讓我們自動了解另一個粒子的狀態(tài)。例如，讓我們看看量子自旋的情況，這是亞原子粒子的一個屬性。對于像電子這樣的粒子，自旋可以處于兩種狀態(tài)之一，要么向上，要么向下。一旦我們糾纏了兩個電子，它們的自旋就會相關(guān)聯(lián)。我們可以以某種方式準(zhǔn)備糾纏，使自旋始終相反。 如果我們測量第一個粒子，我們可能會隨機發(fā)現(xiàn)自旋指向上方。這對第二個粒子意味著什么？由于我們精心安排了糾纏的量子態(tài)，我們現(xiàn)在可以100%確定第二個粒子的自旋必須指向下方。它的量子態(tài)與第一個粒子糾纏在一起，一旦揭示了一個，兩個都揭示了。 但是，如果第二個粒子在房間的另一邊呢？或者在銀河系的另一邊？根據(jù)量子理論，一旦做出一個“選擇”，伙伴粒子就會立刻“知道”應(yīng)該處于什么自旋狀態(tài)。看起來通信可以實現(xiàn)超光速。 這個明顯悖論的解決方案來自于仔細(xì)研究當(dāng)——更重要的是，誰知道什么時候發(fā)生了什么。 假設(shè)我是測量粒子A的人，而你負(fù)責(zé)粒子B。一旦我進(jìn)行了我的測量，我就確信你的粒子應(yīng)該具有什么自旋。但你不知道！你只有在自己進(jìn)行測量之后，或者我告訴你之后才知道。但在任何一種情況下，都沒有任何東西比光傳播得更快。要么你自己進(jìn)行本地測量，要么等待我的信號。 雖然兩個粒子是連接的，但沒有人能提前知道任何事情。我知道你的粒子在做什么，但我只能以比光慢的速度告訴你——或者你自己弄清楚。 因此，雖然糾纏過程是瞬時發(fā)生的，但它的揭示并不是。我們必須使用老式的、不比光快的通信方法來拼湊量子糾纏所要求的相關(guān)性。 相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2024-12-entangled-particles-communicate-faster.html |
