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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(diǎn)，而是一團(tuán)模糊的概率云，這些概率描述了我們?cè)趯?shí)際尋找粒子時(shí)可能發(fā)現(xiàn)它的位置。但直到我們實(shí)際進(jìn)行測(cè)量之前，我們無(wú)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(gè)粒子，以便用一個(gè)數(shù)學(xué)方程同時(shí)描述兩組概率。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，我們說(shuō)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(gè)量子態(tài)時(shí)，測(cè)量其中一個(gè)粒子的屬性可以讓我們自動(dòng)了解另一個(gè)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(gè)屬性。對(duì)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(gè)電子，它們的自旋就會(huì)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(cè)量第一個(gè)粒子，我們可能會(huì)隨機(jī)發(fā)現(xiàn)自旋指向上方。這對(duì)第二個(gè)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(gè)粒子的自旋必須指向下方。它的量子態(tài)與第一個(gè)粒子糾纏在一起，一旦揭示了一個(gè)，兩個(gè)都揭示了。 但是，如果第二個(gè)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(gè)“選擇”，伙伴粒子就會(huì)立刻“知道”應(yīng)該處于什么自旋狀態(tài)。看起來(lái)通信可以實(shí)現(xiàn)超光速。 這個(gè)明顯悖論的解決方案來(lái)自于仔細(xì)研究當(dāng)——更重要的是，誰(shuí)知道什么時(shí)候發(fā)生了什么。 假設(shè)我是測(cè)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(cè)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(cè)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(méi)有任何東西比光傳播得更快。要么你自己進(jìn)行本地測(cè)量，要么等待我的信號(hào)。 雖然兩個(gè)粒子是連接的，但沒(méi)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(guò)程是瞬時(shí)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(lái)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 |
