关于量子纠缠,请教各位大虾

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关于量子纠缠,请教各位大虾 [文章类型: 原创]

假设一个电中性的粒子分裂成正负两个带电粒子A和B,一个电量为Q,一个电量为-Q,或者,一个动量为P,另一个为-P,或者,一个自旋为正,顺时钟,一个为负,逆时钟,等等。根据量子力学,在我们没有测量A的状态时,A处于一个电量为Q和为-Q的叠加态,或动量为P和-P的叠加态,或自旋为正和为负的叠加态,只有对A测量时,A的状态才突然坍缩为电量为Q或为-Q、动量为P或-P、自旋为正或为负的确定状态。这时,不论A与B相隔多远,B的状态也会同时坍缩。根据电量守恒,如果A的电量为Q,则B的电量必定为--Q。同样,根据动量守恒,如果A的动量为-P,则B的动量必定为P。

显然,在量子纠缠中,有两个关键词,一个是关联,即B的电量、动量或自旋,与A的电量、动量、自旋相关,特别是指与A被测量后坍缩到的状态相关,即B的电量、动量、自旋,完全由A的电量、动量、自旋确定,只要知道了A的A的电量、动量、自旋,就能知道B的A的电量、动量、自旋。另一个关键词是超距的信息传递,或者说,如果只测量A或B中的一个,A、B就会同时坍缩。关联是由电量守恒、动量守恒等守恒定律确定的,如果A的电量为Q,则B的电量必定为-Q,或如果A的动量为P,则B的动量就必定为-P。人们感到奇怪的,不是这种由守恒定律所确定的关联,而是超距作用,A和B会同时坍缩,尽管我们只测量了A,而没有测量B,但B也会同时坍缩。正因为这种超距作用不符合狭义相对论中的光速最大结论,所以爱因思坦等人才认为量子纠缠中存在有问题,即著名的EPR问题。

如何才能验证量子纠缠存在?如果我们验证出A、B之间的由电量、动量等守恒定律所确定的关联,并不能说明存在量子纠缠,如果A、B之间存在这种关联,只能说明电量、动量守恒定律是成立的,如果测量不到这种关联,则电量、动量就不守恒了。只有当我们验证出如果A坍缩时,尽管我们只测量了A而未测量B,B也必定同时坍缩,才能说明存在有量子纠缠。

贝尔不等式,是关于A、B之间关联情况的关系式,而不是A、B之间有、无超距作用的关系式。如果贝尔不等式成立或不成立,只能说明A、B之间存在或不存在由电量、动量等守恒定律所确定的关联。但不论贝尔不等式成立或不成立,都不能说明A、B之间是否存在着超距作用。但为什么大家认为,通过验证贝尔不等式是否成立,就能说明是否存在量子纠缠?我的上述理解究竟在那里出了问题?

如果我的理解成立,则我认为,在量子力学的语境中,量子纠缠是无法验证其是否存在的。只有当我们测量A的状态时,即当A的状态因测量而坍缩时,在不直接测量B的状态的前提下,如果我们能设法知道B的状态也同时产生了坍缩,才能说明存在有量子纠缠。如果我们直接测量B的状态,则我们就无法判定,B的状态的坍缩,究竟是由于A的坍缩而通过量子纠缠或超距的信息传递引起,还是由于我们直接测量B的状态而引起。B的状态的坍缩,可以由A的坍缩引起,但根据量子力学,也可以由对B测量引起,测量会导致波函数的坍缩。但不对B的状态进行测量,我们又怎么能知道B的状态究竟有没有坍缩?

发表时间: 2016-12-28, 06:15:28 个人资料

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Re: 关于量子纠缠,请教各位大虾 [文章类型: 原创]

仔细一看,多写几个字,修改如下:

假设一个电中性的粒子分裂成正负两个带电粒子A和B,一个电量为Q,一个电量为-Q,或者,一个动量为P,另一个为-P,或者,一个自旋为正,顺时钟,一个为负,逆时钟,等等。根据量子力学,在我们没有测量A的状态时,A处于一个电量为Q和为-Q的叠加态,或动量为P和-P的叠加态,或自旋为正和为负的叠加态,只有对A测量时,A的状态才突然坍缩为电量为Q或为-Q、动量为P或-P、自旋为正或为负的确定状态。这时,不论A与B相隔多远,B的状态也会同时坍缩。根据电量守恒,如果A的电量为Q,则B的电量必定为-Q。同样,根据动量守恒,如果A的动量为-P,则B的动量必定为P。

显然,在量子纠缠中,有两个关键词,一个是关联,即B的电量、动量或自旋,与A的电量、动量、自旋相关,特别是指与A被测量后坍缩到的状态相关,即B的电量、动量、自旋,完全由A的电量、动量、自旋确定,只要知道了A的电量、动量、自旋,就能知道B的电量、动量、自旋。另一个关键词是超距的信息传递,或者说,如果只测量A或B中的一个,A、B就会同时坍缩。关联是由电量守恒、动量守恒等守恒定律确定的,如果A的电量为Q,则B的电量必定为-Q,或如果A的动量为P,则B的动量就必定为-P。人们感到奇怪的,不是这种由守恒定律所确定的关联,而是超距作用,A和B会同时坍缩,尽管我们只测量了A,而没有测量B,但B也会同时坍缩。正因为这种超距作用不符合狭义相对论中的光速最大结论,所以爱因思坦等人才认为量子纠缠中存在有问题,即著名的EPR问题。

如何才能验证量子纠缠存在?如果我们验证出A、B之间的由电量、动量等守恒定律所确定的关联,并不能说明存在量子纠缠,如果A、B之间存在这种关联,只能说明电量、动量守恒定律是成立的,如果测量不到这种关联,则电量、动量就不守恒了。只有当我们验证出如果A坍缩时,尽管我们只测量了A而未测量B,B也必定同时坍缩,才能说明存在有量子纠缠。

贝尔不等式,是关于A、B之间关联情况的关系式,而不是A、B之间有、无超距作用的关系式。如果贝尔不等式成立或不成立,只能说明A、B之间存在或不存在由电量、动量等守恒定律所确定的关联。但不论贝尔不等式成立或不成立,都不能说明A、B之间是否存在着超距作用。这是我对量子纠缠的理解。但为什么大家认为,通过验证贝尔不等式是否成立,就能说明是否存在量子纠缠?我的上述理解究竟在那里出了问题?

如果我的理解成立,则我认为,在量子力学的语境中,量子纠缠是无法验证其是否存在的。只有当我们测量A的状态时,即当A的状态因测量而坍缩时,在不直接测量B的状态的前提下,如果我们能设法知道B的状态也同时产生了坍缩,才能说明存在有量子纠缠。如果我们直接测量B的状态,则我们就无法判定,B的状态的坍缩,究竟是由于A的坍缩而通过量子纠缠或超距的信息传递引起,还是由于我们直接测量B的状态而引起。B的状态的坍缩,可以由A的坍缩引起,但根据量子力学,也可以由对B测量引起,测量会导致波函数的坍缩。但不对B的状态进行测量,我们又怎么能知道B的状态究竟有没有坍缩?

发表时间: 2016-12-28, 06:35:51 个人资料

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Re: 关于量子纠缠,请教各位大虾 [文章类型: 原创]

有人告诉我,可以不用守恒量,用非守恒量,就能说明存在量子纠缠。我想补充两点:一是,不仅不能用守恒量,而且,也不能使用任何可用物理规律联系起来的物理量。二是,只有使用不能用物理规律联系的物理量,才能说明存在量子纠缠。我们把纠缠的两个粒子设想为两个双生子。设两个双生子出生后,在空间上分离,如果我们测量到其中的一个双生子在某一时刻突然患病,则另一个双生子也可能会在同一时刻患同样的疾病,因为这可能是由遗传因素决定的,而不是超距的信息传递或量子纠缠决定的。但如果我们测量到一个双生子在某一时刻突然摔断了左腿,则我们必定也会同时测量到另一个双生子也在同一时刻摔断了左腿,或摔断了右腿,或在同时刻放了一个屁,则二者才有可能是通过超距的信息传递或量子纠缠做到的。显然,一个摔断了左腿,与另一个同时放了一个屁两个事件之间,不能用任何物理规律联系起来,完全是偶然因素导致的。但如果一个摔断了左腿,则另一个必定同时放了一个屁,这两个事件之间如果存在联系,则只能是超距的信息传递。对于两个纠缠着的微观粒子,假设我们在某一时刻测量到其中一个粒子在X方向上的动量,或其X方向上的动量因测量而坍缩到某个具体值上,则同时测量另一个粒子的能量,其能量值也必定会坍缩到某一具体值上,因为前一粒子的X方向上的动量与后一粒子的能量之间无物理规律可以联系起来,则二者之间的关联,就只可能是越距的信息传递。

如果用守恒量,或可以用物理规律关系起来的物理量,当然这个物理规律在量子力学中是成立的,就像守恒规律一样,则由一个粒子的该物理量,就可推断出另一个粒子的由该物理规律联系的同一或另一个物理量,则关联就是必然的,是由守恒规律或该物理规律决定的。因此,量子纠缠现象中,另人奇怪的就不是这种由物理规律所确定的关联,而是超距的信息传递。只有证明存在超距的信息传递,而不是存在关联,才能说明存在量子纠缠。但按照前面的说明,在量子力学中,波函数坍缩现象之间的超距关联,是无法证实的,因为我们不知道另一个粒子的波函数坍缩,究竟是由纠缠引起,还是由对它的测量引起。只有使用不能由物理规律联系的物理量,才能说明存在量子纠缠。

但是,仅对一对双生子进行测量,不能说明前一个双生子摔断了左腿,就必定与后一个双生子放了一个屁之间存在有超距的信息传递,而不是一个偶然现象。只有对许多对双生子进行测量,每当其中的一个双生子摔断了左腿时,另一个双生子必定都放了一个屁,才能说明双生子中的摔断腿与放屁之间存在有超距的信息传递。同样,对纠缠着的微观粒子,不能只制备一组,而是要制备完全相同的许多组,每当测量到组中的一个粒子在X方向上的动量为这个值时,组中的另一个粒子的能量必定都为那个值,才能说明二者之间存在有所谓的量子纠缠,而不是偶然现象。

发表时间: 2017-01-31, 09:58:00 个人资料
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