通俗講解量子糾纏的原理

(HFMMCTr.TI=￡-.fC<T(HFMMCTr.TI=￡-.fC<T眄JttKZIA7K：E小審％人料曲事函M.C■.7-SCl^rrt.TZZ\WH3S5HM".-.-；FLMJOTMR:L^LL>XlNwl.imqg ?4amjwju ■鼻耳出啦 ah■乍j_.Ha」”ZYCA?"JtA.FTCEAi^D通俗講解量子糾纏的原理20世紀(jì)初是一個(gè)最偉大的年代，那個(gè)時(shí)候誕生了最優(yōu)秀的科學(xué)家，比如說像尼爾斯.玻爾、愛因斯坦、薛定鄂、海森堡等。他們共同創(chuàng)造了一門人類最偉大的科學(xué)之一，也是現(xiàn)代物理學(xué)的三大支柱之一，這就是量子力學(xué)。UNGM雋 MMJHQLMm K.BHtTlta?lAjm^Ev?4CKC.*lWt?/^.過荃三匚二量子力學(xué)從它誕生以來，不管是做出的預(yù)言，還是對(duì)世界的理解，都和我們對(duì)常規(guī)和宏觀事件的觀察和思考不一樣。其中一個(gè)很大的不同，就是量子運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確軌跡是無法測(cè)量的，只能用波函數(shù)描述量子在空間中的分布概率。量子的世界，遠(yuǎn)觀是一團(tuán)霧，近看是個(gè)點(diǎn)。在此之前，人類最離奇的想象也不會(huì)想到微觀世界是如此的存在所以，對(duì)量子力學(xué)的看法就有了兩派的分歧？一個(gè)就是以愛因斯坦為代表的一派，還有一個(gè)就是以波爾為代表的哥本哈根學(xué)派。愛因斯坦本身并不反對(duì)量子力學(xué)，而且愛因斯坦對(duì)量子力學(xué)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。光電效應(yīng)就是愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的，他也因此得了諾貝爾獎(jiǎng)。光電效應(yīng)是量子存在的最直接證據(jù)，直接證明了電磁波實(shí)際上是光子，而光子是一顆一顆的發(fā)出的，每一個(gè)光子攜帶固定能量，所以光的能量是不連續(xù)的。

這是量子力學(xué)的基礎(chǔ)證據(jù)之一。但是，愛因斯坦反對(duì)波爾對(duì)量子力學(xué)的解釋。波爾認(rèn)為量子力學(xué)是完備的，完備的意思就是量子的行為就是這樣的，再?zèng)]有別的其他東西了。愛因斯坦認(rèn)為，量子之所以遠(yuǎn)看一團(tuán)霧近看一個(gè)點(diǎn)，就是因?yàn)檫€有一些其他的規(guī)律沒被找到。愛因斯坦就對(duì)波爾說，我就用量子力學(xué)推導(dǎo)出一個(gè)結(jié)果，然后我證明這個(gè)結(jié)果要么不存在，要么違反物理學(xué)的基本原理。(t)MB^ _(t)"也就是說，愛因斯坦準(zhǔn)備用推導(dǎo)出一個(gè)悖論的方法證明玻爾的觀點(diǎn)不對(duì)。那個(gè)時(shí)候還沒有量子糾纏這個(gè)說法，這個(gè)悖論被稱為EPR佯謬。愛因斯坦根據(jù)量子力學(xué)的法則推導(dǎo)出這樣一個(gè)結(jié)果：同時(shí)制備一對(duì)自旋相反的電子A和B，把它們分開，放在兩個(gè)房間里。如果破壞A的量子態(tài)，那么B會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？

這里有兩個(gè)選擇第1個(gè)選擇，如果遵守守恒性，B量子態(tài)被破壞，但是要破壞定域性原理。這是推導(dǎo)出來的結(jié)果。第2個(gè)選擇，B完全不受干擾。這個(gè)結(jié)果會(huì)遵守定域性原理，但是會(huì)破壞守恒性。定域性原理是說，這個(gè)世界不存在超距作用，一個(gè)事物的變化只和它附近有關(guān)系的事物有關(guān)。這是保證物理實(shí)驗(yàn)正確的前提。在此之前，人類所有的歷史經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，都是遵守定域性原理的。這是默認(rèn)正確的公理。而守恒性和對(duì)稱性又是相關(guān)聯(lián)的，這是一個(gè)數(shù)學(xué)證明，被稱為諾特定理，所以這個(gè)也不能被違反。

然后愛因斯坦就問波爾，你說你到底要破壞守恒性呢，還是破壞定域性？這個(gè)好像愛因斯坦就是宋江，EPR佯謬就是阮小二，宋江叫阮小二捉住波爾，刀架在波爾脖子上問：你到底要吃板刀面，還是要吃餛飩？那個(gè)時(shí)候波爾可能心里也沒有底，而愛因斯坦認(rèn)為波爾死定了但是當(dāng)量子糾纏實(shí)驗(yàn)完成的時(shí)候，卻出乎愛因斯坦的意料。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)一個(gè)電子的干擾會(huì)影響另外一個(gè)電子。如果用宏觀的現(xiàn)象說明可以這樣說，同時(shí)制作一對(duì)陀螺，這對(duì)陀螺的自轉(zhuǎn)方向是相反的，把它們分別放在兩個(gè)房間，把其中一個(gè)陀螺推倒，另外一個(gè)陀螺也瞬間倒了。這是經(jīng)典的物理學(xué)理論所不能接受的。量子糾纏的發(fā)生原因，是強(qiáng)迫一對(duì)糾纏態(tài)的量子在守恒性和定域性之間作出選擇的時(shí)候，量子選擇了遵守守恒性，而放棄定域性。而放棄定域性，就意味著超距離的瞬間聯(lián)系。所以，量子糾纏也不是無條件發(fā)生的。但是普通吃瓜群眾眼里的量子糾纏是無條件發(fā)生的。如果無條件發(fā)生量子糾纏，那么就意味著你在家里可以打一個(gè)響指，然后銀行里的錢就少了100萬，你家里就多了100萬。但是，即使