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1、量子原理的應(yīng)用一個(gè)想象實(shí)驗(yàn) 趙英杰0210248設(shè)想某種炸彈的撞擊開關(guān)極其靈敏，甚至一個(gè)光子的接觸都可以將其引爆?，F(xiàn)在，人們對(duì)大量炸彈進(jìn)行檢測(cè)，以查出啞彈。假設(shè)導(dǎo)致啞彈的主要原因是撞擊開關(guān)處被堵塞了，只有對(duì)其進(jìn)行某種撞擊才能檢測(cè)。但這種方法無(wú)法挑出好彈。因?yàn)橐坏┳矒艉脧楅_關(guān)，則將引爆炸彈。面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，經(jīng)典物理無(wú)能為力。利用量子原理可以解決這個(gè)問(wèn)題。裝置如圖所示。一個(gè)光子撞擊到反射鏡時(shí)足以引爆炸彈。根據(jù)量子原理，如果被檢測(cè)炸彈為啞彈，則入射光子的波函數(shù)被反射后將不會(huì)坍縮，從而兩個(gè)分支的光子波函數(shù)在匯集處發(fā)生干涉，導(dǎo)致僅探測(cè)器可以檢測(cè)到光子。如果被檢測(cè)炸彈為好彈，則撞擊開關(guān)上的反射鏡相當(dāng)于一個(gè)測(cè)

2、量?jī)x器，導(dǎo)致光子的波函數(shù)被反射后坍縮為其中的一個(gè)分支，于是探測(cè)器與檢測(cè)到光子幾率均為1/2.可以看出，由于好彈有1/2的幾率坍縮到爆炸分支上，故被測(cè)炸彈中將有一半好彈爆炸；進(jìn)一步，在未爆炸的炸彈中又只有一半可以被檢測(cè)出為好彈，因?yàn)樘綔y(cè)器G與F各有1/2幾率檢測(cè)到光子，而只有探測(cè)器G檢測(cè)到光子才能識(shí)別為好彈。因此，這種方法可以挑出1/4的好彈。重復(fù)上述步驟，好彈最終檢測(cè)比例為1/41/161/641/3.分析關(guān)鍵在于，啞彈不會(huì)導(dǎo)致入射光子的波函數(shù)坍縮，好彈則會(huì)使入射光子的波函數(shù)坍縮為其中的一個(gè)分支，從而產(chǎn)生不同的結(jié)果。 |A|Bi|C |Bi|D |Ci|E 對(duì)于啞彈，有： |D|Gi|F |E|Fi|G 于是有： |A|Bi|Ci|D|E 2|F 即只有探測(cè)器可以檢測(cè)到光子。如果反射鏡不固定，即對(duì)于好彈有： |Bi|C|B或|C(幾率各1/2)于是最終光子態(tài)為： |A|B (好彈)

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