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量子纠缠究竟是什么?著名的科学实验:薛定谔

发布日期:2020-06-06 11:43 浏览次数:

当然,那很容易,球会向上移动,直到到达某个最高点,然后再向下移动又落在你手上。事情就是这样,你知道,是因为你目睹了无数次。而你一生所有观察到的日常现象,都是物理学。

但是,假设我们探索一个,关于原子物理学的问题,比如氢原子核,它周围的电子看起来像什么?我们能根据我们对日常物理的经验,来回答这个问题吗?当然不行,为什么?

因为在如此小的尺度上,物理性质,不同于你一直看到的宏观物体的物理性质,你所了解的日常世界是按照“经典物理学”的规律来运作的,原子尺度上的系统,是按照“量子物理学”的规律运行的。

一个物理学家把猫和一个ZhaDan放进盒子里,然后盖上盖子,ZhaDan有50%的机会爆炸。但是直到我们打开盖子,才知道ZhaDan是不是爆炸了,但是如果我们没有打开盖子,就没有办法知道猫是活的,还是死的。在量子物理学中,我们可以说,在我们观察之前,猫处于“叠加状态”,也就是说它既不是活的,也不是死的,而是两种可能性的混合,每种可能性有50%。

同样的事情,也发生在量子尺度的物理系统上,比如电子在氢原子中运行,电子实际上根本不是在轨道上运动。在原子空间里到处都是,一下子在这里,一下子在哪里,看起来像是随机出现在某个地方,只有在我们测量了它的位置之后,我们才能精确定位,电子就在那一个位置,就像我们打开盒子才知道猫是死是活,这就引出了量子纠缠这一奇特而美丽的现象。

假设不是一只猫在一个盒子里,而是两只猫在两个不同的盒子里,如果我们对这对猫重复这个实验,实验可以是四种可能性之一:要么两只猫都活了,要么都死了,要么一只活了,另一只死亡,反之亦然。两只猫再次处于叠加状态,每一个结果都有25%,而不是50%。

换言之,可以有一个双猫系统,这样的结果将永远是一只猫活着,另一只猫死了。技术术语来说,猫的状态是纠缠的。

如果你准备两个猫,放在盒子里,如果把这两个猫理解为,处于“纠缠状态”,那么即使移动盒子到宇宙的另一端,实验的结果仍然是同样。一只猫总是活着出来,而另一只猫总是死了,在我们测量结果之前,两只猫的生死是完全不确定的。

你可能在想,这只是一些理论上的胡言乱语,这种事情在现实世界中是不可能发生的。但事实证明,量子纠缠,已经在现实世界的实验室中,得到了证实!两个亚原子粒子纠缠在一个叠加态中,其中一个粒子以一种方式旋转,那么另一个必须转另一个方向,信息没有办法从一个粒子传递到另一个粒子的,并指示以何种方式旋转,但是事实就这样发生了!

“量子纠缠”是一个神奇的现象,目前科学家们无法给出任何解释,只是知道存在这个现象

量子纠缠可以用于很多地方,可以设置一种量子密码,因为是无视时间、空间、距离,能做到事实同步通信,所以这个密码是相当安全的。我们国家现在研发的量子雷达,就是利用这种原理。目前我们国家还研究出来了量子计算机,以前需要100年才能计算出来的信息,使用量子计算机分分秒秒就搞定。

如果我们使用量子技术来模拟一个人类大脑,我们是不是可以找到意识的秘密?或者说,我们的大脑本就是一种量子技术在运算?那么是什么与我们大脑里的这些量子进行纠缠?在后面的内中,我们一起探索。

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