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量子糾纏真的是超過光速了嗎?並沒有傳輸有效信息

量子糾纏在強度上是有區別的,但與距離也沒有關係。

不過,在量子糾纏中有一個量度,那就是糾纏度。糾纏度共有4種定義:

部分熵糾纏度

相對熵糾纏度

形成糾纏度

可提純糾纏度

對於兩個粒子的純態來說,上面四種定義給出的糾纏度都相等。但是,對於多個粒子的相互糾纏,無論是純態還是混合態。上面四種糾纏度的大小就不一定相等了——而且我們不能預測這四個糾纏度的大小順序。因此,在這個意義上,量子糾纏在多個粒子的情況下會有不同的強度。

至於量子糾纏與距離的關係,這個是沒關係的。距離在量子糾纏中是一個無關的變量。這就好像我們考慮一個人的工資水準的時候,性別或者家庭出身就是工資的無關變量。這是很容易理解的。正因為量子糾纏與距離無關,所以我們說量子糾纏是超距的。換一個相對論的說法就是,量子糾纏可以穿越類空間隔。

量子糾纏確實與距離無關,在這個意義上,量子糾纏是超距的,但這不是一種相互作用。

量子糾纏其實是2個粒子共享同一個波函數,而波函數是彌散在全空間的,所以這兩個粒子之間就有了糾纏。

關於這個波函數是什麽,物理上叫做GHZ態。

那麽,這糾纏態與相對論光速極限矛盾嗎?這個是沒有矛盾的。因為量子糾纏並不能超光速傳遞信息,更不能超光速快遞物質,因此,這種量子糾纏並不違反相對論。很多人把量子糾纏與相對論對立起來,是因為他們在考慮這個問題的時候,不是站在一個觀察者的角度來說這個問題,而是用上帝的視角在談論這個話題。而我們知道,上帝的視角不是人類的物理學。

兩個粒子相互糾纏,就好像是一雙鞋子,其中一隻鞋子放在北極,另外一個鞋子放在南極。你在南極看到了這個鞋子是左腳的,於是你想到了北極的鞋子是右腳的。為什麽你會這樣想,這肯定是之前有人告訴過你——我們還放了另外一隻鞋子在北極,它與南極的這隻鞋子是配對的。如果沒人告訴你這些,你在南極看到一隻鞋子,你會知道北極還有一隻鞋子嗎?當然不會。所以,這裡不存在信息的超光速傳遞,因為你根本沒有看到北極的鞋子。

“量子糾纏”是說互相分離的粒子被完全“糾纏”,其結果是,無論兩個粒子之間的距離是多少,測量一個粒子幾乎同時會影響到另一個。

而所謂的“超光速"是指量子超空間傳輸,簡單來說就是量子態的傳輸不是在我們通常的空間內進行,因此就不會受光速極限的製約,瞬時地使量子態從甲地傳輸到乙地(簡單來說就是甲地粒子的量子態信息瞬間在乙地粒子提取再現),兩者之間是可以同時發生的,不需要時間的。這種量子信息的傳遞是真正意義的超光速。

打個比方,如果從合肥帶到北京一個保險箱,鑰匙忘帶了。於是我請合肥的同事測量一下鑰匙,告訴我;我在北京就能複製它。

而愛因斯坦是一直反對這個量子理論,堅信“上帝不會擲骰子”。

這個實驗在1997年實現了。這項實驗表明成對的亞原子粒子之間存在一種超越時空的看不見連接。這是一項具有歷史意義的實驗,因為它為人們找到最明確的證據說明這種量子效應,證實曾被愛因斯坦認為的著名“幽靈般超距作用”是實實在在的。

但是愛因斯坦提出的規則,也即任何信息傳遞的速度都無法超過光速,仍然成立。

為什麽?

因為在這個實驗中,如果一位觀測者想要馬上知道傳送的信息是什麽,這是不可能的。因為此時粒子乙仍處於量子疊加態,對它的測量不能得到完全的信息,我們必須知道對甲粒子進行什麽樣的解讀,所以不得不通過現實的信息傳送方式(例如電話,網絡等)告訴乙地的測量者甲粒子此時的狀態。最終,我們獲得信息的速度還是不能超過光速!

這就是量子超空間傳輸,目前來看,雖然無法打破愛因斯坦的光速理論,但是量子糾纏卻讓愛因斯坦的光速理論遭遇巨大得挑戰。相信未來通過科學家的實驗和證明,人類終將打破光速極限!

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