糾纏粒子的通信速度比光快嗎?
糾纏可能是量子力學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。 4TQmEM, 3J8>r|u;1' 在量子力學中,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。但直到我們實際進行測量之前,我們無法確切知道關于粒子的所有信息。 3y$6}Kp4? -1$z=,q' 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)學方程同時描述兩組概率。當這種情況發(fā)生時,我們說粒子是糾纏的。 C:AV?
[attachment=131183] {{bwmNv" 粒子間量子糾纏的效果圖 ,6^Xn=o # 當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聯(lián)。我們可以以某種方式準備糾纏,使自旋始終相反。 VNz?e&> ":sp0(`h 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。 ~tL:r=
`o9:6X?RA 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”應該處于什么自旋狀態(tài)。看起來通信可以實現(xiàn)超光速。 T6?03cSE FwKY;^`!d 這個明顯悖論的解決方案來自于仔細研究當——更重要的是,誰知道什么時候發(fā)生了什么。 ZLVgK@l 1H%p|'FKA 假設我是測量粒子A的人,而你負責粒子B。一旦我進行了我的測量,我就確信你的粒子應該具有什么自旋。但你不知道!你只有在自己進行測量之后,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。要么你自己進行本地測量,要么等待我的信號。 ,[N(XstI Z9h4 pd 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。 u"T9w]Z\ ?&qQOM~b-\ 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性。 fhdqes]) 相關鏈接:https://phys.org/news/2024-12-entangled-particles-communicate-faster.html
|