即使有量子纠缠,也没有超光速的通信
2023-05-01 来源:飞速影视
物理学最基本的规则之一,自爱因斯坦在1905年首次提出以来就没有争议过,那就是任何类型的信息携带信号都不能以超过光速的速度在宇宙中传播。粒子,无论是大质量的还是无质量的,都是将信息从一个位置传输到另一个位置所必需的,并且这些粒子被强制要求以低于(质量)或(无质量)光速传播,受相对论规则的支配。你也许可以利用弯曲的空间让这些信息载体走捷径,但它们仍然必须以光速或更低的速度穿越太空。
然而,自从量子力学发展以来,许多人试图利用量子纠缠的力量来颠覆这一规则。在各种尝试中,已经设计了许多聪明的方案来传输“欺骗”相对论并允许超光速通信的信息。虽然这是绕过我们宇宙规则的令人钦佩的尝试,但每一个计划不仅失败了,而且已经证明所有这些计划都注定要失败。即使有量子纠缠,在我们的宇宙中,超光速的通信仍然是不可能的。这是为什么的科学。
掷硬币应该会导致正面或反面的 50/50 结果。但是,如果两个“量子”硬币纠缠在一起,测量其中一个硬币(正面或反面)的结果可以为您提供信息,在涉及另一个硬币的状态时比随机猜测做得更好。然而,这些信息只能以光速或更慢的速度从一枚硬币传输到另一枚硬币。
信用:frankieleon/flickr
从概念上讲,量子纠缠是一个简单的想法。你可以从想象经典宇宙和你可以执行的最简单的“随机”实验之一开始:进行抛硬币。如果你和我每个人都有一枚公平的硬币并掷硬币,我们每个人都期望我们每个人都有 50/50 的机会获得正面,我们每个人都有 50/50 的机会获得反面。你的结果和我的结果不仅应该是随机的,而且应该是独立且不相关的:无论你的翻转得到什么,我得到正面还是反面都应该有 50/50 的几率。
但是,如果这毕竟不是一个经典系统,而是一个量子系统,那么你的硬币和我的硬币可能会纠缠在一起。我们每个人可能仍然有 50/50 的机会获得正面或反面,但如果你掷硬币并测量正面,你将能够立即在统计上预测到超过 50/50 的准确度是我的硬币可能会落在正面还是反面。这是量子纠缠的大思想:两个纠缠量子之间存在相关性,这意味着如果你实际测量其中一个量子态,另一个的状态不会立即确定,而是可以收集一些概率信息。
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