2020年3月4日 星期三

認識 量子糾纏

一、菅乃 廣(超萌習得!量子力學)
1)量子糾纏是距離遙遠的兩顆粒子,其中一顆粒子的影響𣊬間出現在另一顆粒子身上的現象。
2)用光的極化(偏振)現象,來印證量子纏結。假設光子只有上下波,處於極化狀態。當光子A展現上下波的特徴時,遠處的光子B就會瞬間出現跟上下波相反的左右波互相對應的特徵。
二、陳根(别告訴上帝 祂該怎麼做)
1)兩個粒子靠近時會彼此糾纏,之後他們彼此就有了聯繫,電子有自旋,在測量它之前,會模糊不定,一旦觀察它,就會發現不是順時針自旋就是逆時針自旋。不管兩者相距多遠,測量其中之一的自旋,另一個也會呈現相反的自旋。
但愛因斯坦反對這種幽靈般的超距作用,他認同糾纏的粒子可能存在,但之間的聯繫可能有隱變量的原因,而不必涉及超光速的瞬間傳輸。他認為在觀察之前它們的相應關係就已經先確定了。但近幾年的實驗證實,量子糾纏現象真的存在。
2)對於量子世界中的不確定性在物體變大後,就會逐漸消失。這一點波耳並未做出真正的解釋。
不過,有人解釋為宏觀物體太大,因此不受微觀太小的不確定性差值所影響。
3)另有認為,可能有某些調整細節䜇微觀世界中存在的多種可能,因物體變大過程中被調整而逐漸消失。最後只剰下一種可能而變成唯一確定的結果。
4)也有認為,量子世界的所有可能性並不會真正消失,相反每種可能的結果都會實際發生,只是大部分可能性發生於其他與我們平行的宇宙𥚃。
5)波耳與海森堡、波恩提出所謂的哥本哈根詮釋。波耳指出粒子性及波動性是觀察同一現象的兩種互補的方式。不會同時發生但可互補性發生。
6)有些提出退相干理論。原本連續分布的波函數機率幅,在經歷「觀測」之後瞬間退變為離散分布於某一特定點的函數的現象。比方,當沒有人看月亮時,月亮只是按一定機率掛在天上,然而當有人看了一眼後,月亮原來不確定的存在性,就在人看的一瞬間突變為現實。
三、石克昭(話說量子)
1)量子糾纏描述的是同一系統中兩個分開的粒子,它們之間無論相距多遠都處在一種垂直偏掁及水平偏振迭加態的關聯中。如果沒有對它們進行觀察,這種迭加現象是不會改變的。
但是當対其中一個粒子進行觀察時,迭加態立刻坍縮,被觀察粒子馬上隨機坍縮到一種狀態,而另一個粒子也馬上坍縮到另一種狀態,即若一個坍縮到水平偏振態,另一個粒子就會坍縮到垂直偏振態。
2)愛因斯坦認為有隱變量在相互影響這對粒子。而且認為無論是否觀察,這種狀態已經早就實在地存在那裡了。
3)貝爾提出「貝爾不等式」,來檢驗愛因斯坦假設的隱變量是否影響兩個粒子的糾纏结果。但結果許多實驗都證明量子糾纏不符合貝爾不等式。愛因斯坦的預言是錯誤的。
4)中國潘建偉院士進行了十萬人參與的大貝爾不等式的巨大實驗,結果愛因斯坦的「事先就預定了的結果」的假設是錯誤的。
5)量子接口是量子通信領域中的一個元器件。實現量子接口之間的多個糾纏是實現量子通信網絡化的先決條件。
清大段路明敎授首次實現了25個量子接口之間的量子糾纏,一下子超過了美國4個的6倍。
四、張天蓉(極簡量子力學)
1)一個電子可以處於自旋既為上又為下的曡加態,上與下兩個狀態按一定比率㬪加。而經典柆子只可能具其中上或下一種狀態。量子是直到觀察時才丹縮到其中之一種,未觀察前是兩態曡加而成,即上與下以比率並存。
2)量子糾纏把量子力學的曡加態與粒子之間的相關性結合在一起。當A粒子與B粒子有「糾纏」的關係時,測量A粒子的自旋,不管兩粒子距離多遠,B粒子瞬間即呈相反的自旋,以維持角動量守恒。
好像兩糾纏粒子會遠距瞬間傳遞信息。
2)愛因斯坦提出「隱變量」,反對上面說法,即所謂「EPR佯謬」。認為兩個粒子並非瞬間互傳信息,而是本來先天即具有之基因或稱隠變量在預先作選擇。
3)愛因斯坦相信經典粒子必會遵守三定律:守恒律(能量、動量、角動量守恒)、局域性(一個物體只能被它周圍一定範圍的力影響。兩物體之間的相互作用,必須以波或粒作中介才能傳播。而且信息傳遞速度不能超過光速)、確定性(従經典物理規律出發能夠得到確定的解。如牛頓力學可以得到物體在給定時刻的確定位置)。
而量子力學否定了確定性(不確定原理),也拋棄了局域性。這是愛因斯坦絕對不能同意的。
4)波耳認為,愛因斯坦將「觀測手段」與「客觀世界」截然分開是不對的。
因觀測手段會影響結果。觀測前,每個粒子是上或下沒有任何實際意義,因兩個粒子已形成了一個互相糾纏的整體,有曡加的整體波函數,不能將它們視為相隔甚遠的兩個個體。既然是協調相關互相糾纏的一體,它們之間便無須傳遞什麼信息。
而不是靠先天即倶有的類似基因的不知原因(隱變量)所決定。
5)糾纏態實驗:
1946惠勒提出用光子實現糾纏態的第一人。他指出正負電子對湮滅後生成的一對光子應該具有兩個不同的偏振方向。
1950吳健雄等成功地實現這個實驗,生成了歷史上第一對偏振方向相反的糾纏光子。
6)近幾十年來,量子糾纏在實驗中的應用愈來愈廣泛,並與信息科學相結合,催生了量子信息科學。
7)若有隱變量存在,測量結果應該符合貝爾不等式。但反之,測量結果違背貝爾不等式,說明系統中不存在隱變量。
8)1972克勞澤及弗里德曼以實驗驗證了貝爾不等式。但他們的實驗結果違背貝爾不等式。証明了量子力學的正確性。不過批評者認為實驗結果仍有一些漏洞:包括局域性漏洞、檢測漏洞、自由意志選擇漏洞。
9)局域性漏洞:兩個糾纏光子距離太近可能會進行局域通信。所以兩個測試台必須放得遠遠的。不能䜇兩個光子有足夠時間互通消息。
檢測漏洞:光子檢測器的效率對貝爾測試而言不夠高,光源發出的若干糾纏光子對中,只有一部分能被探測到。
自由意志選擇漏洞:
所使用的「隨機數產生器」有可能與光源產生聯繫,變成好像與光源事先預謀好了選擇偏振光的檢偏方向。
2016的「大貝爾實驗」,有10萬名志願參加,結果仍然支持量子力學,而非隱變量理論。
五、黃永義(量子力學-基本概念的發展)
1)波耳對EPR文章進行了抨擊。
(一)認為文章本身的論証十分含混。
A.假定「能精確地以概率百分百地預言」到底是什麼含義。
要準確地預言,得知道用什麼觀測儀器。而整個論証中未渉及所用儀器。
B.對體系1
的測量方式也很模糊。
(二)假定「不以任何方式干擾物理體系」實際上也不確切。
波耳認為微觀領域內,可觀測的物理量本身或者「物理要素」,都離不開測量裝置。
因此波耳認為EPR論証本身不夠完善。

沒有留言:

張貼留言