量子糾纏真的超越光速嗎？或許事實并非如此
據(jù)國外媒體報道，量子糾纏是量子力學(xué)中最令人困惑的領(lǐng)域之一，這是一個不為人知的物理領(lǐng)域，對于大眾而言它并非清晰易懂，并且知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜。甚至愛因斯坦本人也對微觀粒子的驚人表現(xiàn)感到困惑，他堅信我們從根本上誤解了宇宙量子力學(xué)。事實證明愛因斯坦的觀點是錯誤的，但是要解釋他哪里出了問題，以及量子領(lǐng)域的真實狀況，仍需要一段時間。讓我們開始揭曉其中的謎團吧…… jf~-;2
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圖片來自于 Félix Bussières/University of Geneva (GDW9:
像這樣的晶體可以儲存糾纏態(tài)量子，它表明了非直覺量子力學(xué)的有效性。之前科學(xué)家對量子糾纏是否超越光速存有爭議，最新研究顯示，這種觀點可能存在一定的合理性。 ZuVucP>>_d
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首要問題 bZz B\FB~
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量子力學(xué)最重要的經(jīng)驗之一就是我們必須完全改寫我們的“粒子”概念，而不是在空間和時間上描繪一個堅硬、固體的精確點，目前科學(xué)家將粒子作為模糊概率（fuzzy probabilities），當(dāng)我們尋找粒子時，會將所發(fā)現(xiàn)的粒子進(jìn)行相應(yīng)描述，但在我們進(jìn)行測量之前，我們?nèi)詿o法精確知道關(guān)于粒子的一切。 85]3y%f9
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這些粒子模糊概率不僅僅適用于一個粒子的位置，它們也與粒子速度、角動量、旋轉(zhuǎn)等有關(guān)。如果我們對測量粒子感興趣，很可能我們不知道會提前獲得什么發(fā)現(xiàn)。 0fQMOTpOp
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粒子模糊概率也被稱為量子態(tài)（quantum states），它們是簡潔的數(shù)學(xué)方程，總結(jié)了我們想要探測粒子性質(zhì)的所有概率。但是當(dāng)兩個粒子共享一個量子態(tài)時，就令人非常費解。在某些情況下，我們可以用量子連接兩個粒子，因此這樣一個數(shù)學(xué)方程就能同時描述兩組粒子概率。 4ai|*8.
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令愛因斯坦困惑的事情 U8R*i7
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最初，很可能只有學(xué)者才會關(guān)心，但是一些有趣的事物出現(xiàn)了，是兩個粒子所謂的“糾纏態(tài)”，在我們看來這是一個極為簡單，但卻令人驚訝的事實。 |$a!Zx94^
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我們將準(zhǔn)備超特殊糾纏量子態(tài)，這樣就可能有兩種可能的結(jié)果，在我們進(jìn)行測量時，每一種結(jié)果都有一個50：50的完美幾率。在第一個結(jié)果中，一個粒子存在向上旋轉(zhuǎn)，另一個結(jié)果是向下旋轉(zhuǎn)，此時的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。 tc<ly{ 1c
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以上結(jié)論都非常正確，我們開始準(zhǔn)備糾纏量子態(tài)測試，讓這些粒子以自由方式離開，并開始進(jìn)行測量。 @Xj6h!"R
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首次觀測粒子，我們發(fā)現(xiàn)一個旋轉(zhuǎn)指向。它很容易朝向下方，但這就像拋硬幣一樣，當(dāng)我們正好趕上了朝向上旋轉(zhuǎn)的粒子。這將告訴我們第二個粒子的狀況嗎？由于我們非常仔細(xì)地排列糾纏量子態(tài)，我們目前百分之百地確定第二個粒子肯定是向下的。它的量子態(tài)與第一個粒子糾纏在一起，一旦出現(xiàn)一個啟示，就會發(fā)現(xiàn)這兩種情況。 jK9#.
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如果第二個粒子在房間的另一側(cè)呢？或者在銀河系的另一邊呢？依據(jù)量子理論，一旦做出“選擇”，伴侶粒子將立即知曉是如何旋轉(zhuǎn)的，其通信速度可接近光速，而愛因斯坦則認(rèn)為這是不可能實現(xiàn)的。 4-veO3&.h
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對于愛因斯坦而言，量子力學(xué)顯然是錯誤的。1935年，他與鮑里斯·波多爾斯基（Boris Podolsky）和南森·羅斯（Nathan Rosen）一起撰寫的簡短論文中，他使用了類似的思路指出新奇量子理論與自身不相符，這對于被廣泛認(rèn)可的自然理論是一個嚴(yán)重打擊。愛因斯坦認(rèn)為，量子力學(xué)并不能完全描述亞原子世界，而粒子攜帶著所謂的“隱藏變量”，使它們能夠在被測量之前協(xié)調(diào)其狀態(tài)。 /#xx,?~xx0
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但在幾十年的測試中，一次又一次地證實，并沒有這樣的隱藏變量。這些測試還顯示，這種“超距作用下的幽靈行為”確實是瞬間發(fā)生的。即使我們把糾纏粒子盡可能地分開，它也會這樣做。 4<Q^/-W
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但是物理學(xué)家仍然在討論光速是多么地重要，以及沒有任何事物可以超越這種極限速度。難道我們沒有注意到這個明顯的矛盾嗎？ g|rbkK%SoE
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