即使有量子纠缠,也没有超光速的通信(2)
2023-05-01 来源:飞速影视
通过从预先存在的系统中产生两个纠缠的光子并将它们隔开很远的距离,我们可以通过测量另一个的状态来“传送”有关一个状态的信息,即使是从非常不同的位置。对量子物理学的解释既要求局部性又要求现实主义,无法解释无数的观察结果,但多种解释似乎都同样好。
学分:梅丽莎·迈斯特/索尔实验室
从概念上讲,这是如何工作的?
在量子物理学中,存在一种称为量子纠缠的现象,即您创建多个量子粒子 - 每个粒子都有自己的量子态 - 其中两种状态的总和是已知的。就好像有一根看不见的线连接着这两个量子(或者,如果根据量子力学定律,两个硬币纠缠在一起,你的硬币和我的硬币),当我们中的一个人对我们拥有的硬币进行测量时,我们可以立即知道另一个硬币的状态,这超出了我们熟悉的“经典随机性”。
虽然这听起来像是纯粹的理论工作,但它已经在实验领域工作了几十年。我们已经创建了成对的纠缠量子(具体来说就是光子),然后它们彼此带走,直到它们相隔很远,然后我们有两个独立的测量设备,告诉我们每个粒子的量子态是什么。我们尽可能同时进行这些测量,然后聚在一起比较我们的结果。这些实验是如此深刻,以至于遵循这些路线的研究获得了 2022 年诺贝尔物理学奖的一部分。
最好的局部现实主义模仿(红色)用于单重态(蓝色)中两个自旋的量子相关性,坚持零度的完美反相关,180度的完美相关。受这些侧条件约束的经典相关性存在许多其他可能性,但所有可能性的特征都是在 0、180、360 度处出现尖锐的峰值(和谷值),并且在 0、5、45、135 度处没有一个具有更极端的值( /-225.315)。这些值在图表中由星号标记,是在标准Bell-CHSH类型实验中测量的值。量子和经典预测可以清楚地辨别出来,早在1972年,斯图尔特·弗里德曼(Stuart Freedman)的博士论文就从各种角度确定了量子预测。
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