量子物理或可“操縱”過去事件

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

 

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據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月24日報道,維也納大學(xué)量子光學(xué)和量子信息學(xué)院以及維也納量子科學(xué)與技術(shù)中心的研究人員首次在實驗中證明,有關(guān)兩個粒子是否處于糾纏或分離的量子狀態(tài),或可由這些粒子被測量后和不再存在時來決定,從而實現(xiàn)對過去事件的模擬、操縱。相關(guān)研究結(jié)果將發(fā)表在最新一期的《自然—物理學(xué)》雜志上。

作為奧地利理論物理學(xué)家和量子力學(xué)的奠基人之一,埃爾溫?薛定諤曾表示糾纏是量子力學(xué)的特殊性質(zhì),其也是新興的量子密碼學(xué)和量子計算等量子信息技術(shù)的關(guān)鍵資源。

糾纏的粒子所表現(xiàn)出的相關(guān)性,比經(jīng)典物理學(xué)定律所允許的更強(qiáng)大也更復(fù)雜。如果兩個粒子處于糾纏的量子態(tài),它們就能完全地定義共同屬性,并以損失自己的個體特性為代價。這就像兩個原本沒有方向的骰子,在處于糾纏態(tài)時,它們將隨機(jī)顯示出同樣的朝向;相反,如果它們處于分離的量子態(tài)時,其中每一個都將顯示出自己明確的朝向,因為每個粒子都有自己的特性。通常,我們會認(rèn)為無論骰子是否糾纏,量子態(tài)的性質(zhì)至少應(yīng)是現(xiàn)實的客觀事實,物理學(xué)家安東?塞林格教授所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊現(xiàn)在卻可在實驗中證明,情況并非一直如此。

他們實現(xiàn)了名為“延遲選擇糾纏交換”的“思想實驗”,這項實驗由亞瑟?佩雷斯于2000年提出。在實驗中,兩對糾纏的光子可被生成,每對中的一個光子將被發(fā)送至“維克多”一方。剩下的兩個光子,一個被發(fā)送至“愛麗絲”處,一個被發(fā)送至“鮑勃”處。“維克多”現(xiàn)在能在兩種測量中選擇,如果他決定以被迫的糾纏態(tài)方式測量自己的兩個光子,隨后“愛麗絲”和“鮑勃”的光子對也將變?yōu)榧m纏態(tài);如果“維克多”選擇單獨(dú)測量自己的每一個粒子,“愛麗絲”和“鮑勃”的光子對也將以分離態(tài)收尾。

而現(xiàn)在的量子光學(xué)技術(shù)能支持研究團(tuán)隊推遲“維克多”的選擇和測量,并以“愛麗絲”和“鮑勃”對于自身光子的行為作為參考。此次研究的主要作者馬曉松(音譯)解釋說,借助高速的可調(diào)諧雙態(tài)分析器和量子隨機(jī)數(shù)生成器,無論“愛麗絲”和“鮑勃”的光子是否處于糾纏態(tài)并顯示出量子關(guān)聯(lián),或是處于分離態(tài)并顯示出傳統(tǒng)關(guān)聯(lián),都可以在它們被測量后再做出決定。

根據(jù)愛因斯坦的名言,量子糾纏效應(yīng)將呈現(xiàn)出“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用”。而這一實驗又向前邁進(jìn)了一步,依照傳統(tǒng)的觀念,量子力學(xué)甚至可模擬對過去事件的未來影響,實現(xiàn)量子對于過去的“操縱”。


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