请问量子纠缠究竟是什么原理呢?

来源:头条 ·2017年10月23日 15:01

量子经过配对组合后真的可以超光速传播信息吗?它的原理是什么?

这个问题,应该有通俗的解释,不必搞得神乎其神。我的解释如下。

其一,根据德布罗意波长公式:λ=h/mv,h是普朗克常数,m是粒子、天体的质量,v是其速度。例如:设核外电子速度v=2×10^6:其波长λe≈6.63×10^-34/(9.1×10^-31×2×10^6)=0.364×10^(-34+31-6)=3.64×10^-12m,而电子的康普顿波长:λc≈2.4×10^-12m。二者几乎相同。给出这个具体计算的动机,是要说明,任何物质,都有波粒二象性,都可以看成量子。

▲两个同频率的量子纠缠之示意图

其二,纠缠(entanglement),就是持续性相互作用、相互影响。相当于数学集合论的交集(∩)。不同波长量子之间,可能有极小的相互影响,但绝不会相互纠缠。例如:机械波与电磁波之间不可能相互纠缠。穿梭子弹与运动电子的两个波长,不可能相互纠缠。

▲两个同频音叉振子发出的声波的共振实验

相同波长的量子,由于共振效应,就一定会发生纠缠,其纠缠强度,随着距离增大而渐弱。例如从同一高频发生器发射的两个伽玛光电子之间,就有量子纠缠。


▲据说,德国士兵步伐太整齐,震踏了桥。

其三,量子纠缠的适用距离,大约是10²km数量级。墨子号卫星与地面之间的两个量子收发站,之间的量子通讯原理,大致如此。

▲墨子号利用量子纠缠通讯的有关资讯

▲墨子号卫星与地面之间的量子通讯图景

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如果我能回答的了这个问题,那么我的名字将会出现在今年诺贝尔物理学奖的名单中。连爱因斯坦都没有给量子纠缠一个合理的解释,你觉得在头条上还会有比爱因斯坦更牛逼的人物吗?

爱因斯坦对量子纠缠的解释是,其实两个处于纠缠状态的粒子,其实就如同两只手套。当你把两只手套放到两个盒子里,一个盒子放到南极,一个放到北极。那么你在北极打开一个盒子后,你就知道南极的盒子里的手套是左手还右手。也就是说爱因斯坦认为,量子纠缠是两个已定的状态,并非会跟随一个粒子的改变而改变。

但事实却并非如此,因为有科学家已经证明了这点,也就是说爱因斯坦的观点是不正确的,量子纠缠是一个粒子跟随另外一个粒子改变的。假如纠缠的两个粒子,a粒子逆时针旋转,那么b粒子顺时针旋转,其中a位于月球,b位于火星,如果你让a改成顺时针,那么b会立马逆时针,是立马,也就是说瞬间。

他俩的关系,估计目前只有月老能解释吧。

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