量子纠缠仅仅是分离状态的延续而不是粒子在一定距离内相互影响吗?
在某种程度上是正确的,纠缠确实是多粒子系统的状态。但问题是,你不能用单个粒子状态的集合来表达这种状态。如果你把一把弹珠抛向空中,“弹珠的状态”可以完全表示为“弹珠1的状态”,“弹珠2的状态”,等等——只是单个弹珠状态的集合。
当粒子纠缠时,你不能这样做,所有粒子的状态都是不可分割的。从数学上讲,这意味着完整的状态不能用单个粒子状态的乘积来表示。这使得粒子的行为以一种对我们日常直觉来说很奇怪的方式相互关联。当你对一个粒子进行测量时,它会影响系统的状态,就像对其他量子系统一样。但是其他粒子的行为也在那个状态下被束缚着,就好像有一个跨越距离的作用把这些粒子分开。
这种相关性是有限的——你不能利用这种效应在中间距离上进行通信。只有在你完成所有的测量,所有粒子的测量,并把所有的结果集中到一个地方进行研究后,你才能看到它们之间的相关性。
有一个经典的类比可以帮助你理解。想象一下,你有一大堆箱子,你要把这些箱子一套三件套地给我。你可以在每个盒子里放入一个蓝筹股或一个红筹股——你可以用任何你想要的方式分配这些颜色。
当我从你们那里得到每一组三个盒子时,我要完全随机地选择其中的两个,然后打开它们。如果我在两个盒子里发现相同的色卡,我把它算作+1。如果我找到不同颜色的筹码,我把它算为0。对所有的集合,我只是把这些数字加起来,最后除以我们做测试的集合的数量。
目标是这样的:你和我在0到1之间的一个数字上达成一致——这个数字代表我们希望我找到相同颜色的筹码的时间百分比。你的工作是准备箱子以便我们得到最终的结果。
对于任意1/3 < X <= 1的数,你都可以做得很好。显然,如果我们想让我总是找到匹配的芯片,这很容易——你只需在每个盒子里放相同颜色的芯片。另一方面,很明显你不能让我永远找不到同样的彩色芯片。比如我打开一组盒子中的1和2,你需要给它们相反的颜色。假设你把红色放在盒子1里,蓝色放在盒子2里。但是你必须把红色或蓝色放在3号框里。假设你把红色代入3。我可能打开盒子1和3,我匹配,我们在整个测试中没有得到0个匹配。
就像我说的,对于1/3 < X <= 1,你可以得出我的最终答案,而对于0 <= X <= 1/3,你不能。
但是,量子实验可以类比这种情况,我们可以使它在0.25 < X <= 1时起作用,这比经典机制的作用范围更大。纠缠实验显示了这种奇怪的行为,旨在探测0.25 < X <= 0.33的范围。
2024-10-17 广告