谁能通俗的解释一下什么叫量子纠缠?

2024-05-16 12:20

1. 谁能通俗的解释一下什么叫量子纠缠?

在量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质,则称这现象为量子缠结或量子纠缠(quantum entanglement)。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象;在经典力学里,找不到类似的现象。



扩展资料
量子纠缠并非信息传递,事实上信息不可能从一个粒子传到另一个粒子。即使用光速将它们分开,信息也不可能在测量时从一个地方传到另一个地方。量子力学是非定域的理论,这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实,因此,量子力学展现出许多反直观的效应。
量子力学中不能表示成直积形式的态称为纠缠态。纠缠态之间的关联不能被经典地解释。所谓量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间存在非定域、非经典的强关联。量子纠缠涉及实在性、定域性、隐变量以及测量理论等量子力学的基本问题,并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用。
多体系的量子态的最普遍形式是纠缠态,而能表示成直积形式的非纠缠态只是一种很特殊的量子态。历史上,纠缠态的概念最早出现在1935年薛定谔关于“猫态”的论文中。
纠缠态对于了解量子力学的基本概念具有重要意义,已在一些前沿领域中得到应用,特别是在量子信息方面(例如,量子远程通信)。我国科学家潘建伟已经成功的制备了8粒子最大纠缠态。
参考资料来源:百度百科-量子纠缠技术
参考资料来源:百度百科-量子纠缠

谁能通俗的解释一下什么叫量子纠缠?

2. 量子纠缠现象是如何发现的?

量子纠缠现象的发现是爱因斯坦为了说明量子力学理论的不完备性时举出的一个例子。
文章发表在Physical Review上,说明如果量子力学理论成立,则可能存在这样一个所谓纠缠状态,即一个粒子态波函数的塌缩会导致与之处在纠缠态的另一个粒子态波函数塌缩,爱因斯坦等认为这是超距作用,和相对论理论矛盾,所以量子力学的描述是不完备的,这又叫作EPR佯谬。

量子纠缠实现条件:
量子纠缠的实现是有条件的,首先纠缠的两个粒子质量半径自转速度基本相同成完全相同,它们之间的差别只是自旋方向不同,即一个符合左手螺旋而另一个符合右手螺旋定则,也就是两个粒子是镜像对称。
一个是外界有混沌场的存在,并与混沌场相互作用。再一个条件是两个粒子要相距足够近。

3. 能否通俗地解释一下,什么是量子纠缠


能否通俗地解释一下,什么是量子纠缠

4. 量子纠缠的简单解释是什么呢?

纠缠其实就是量子尺度上的守恒。它并不奇怪,也不神秘,制作起来也不复杂。
每一个物理实验,宏观的或量子的,都涉及到一个起始状态和一个结束状态,物理学认为有一些值加起来应该是相同的值。

宏观上,我们希望能量动量和电荷等等是守恒的。在量子尺度上,几乎是一样的。如果量子相互作用不能保存能量动量和电荷,为什么它们在宏观上是守恒的。
因此,当两个(或更多)粒子是相互作用的结果时,它们被认为是纠缠的,每个粒子都带走了守恒量的一部分。所以,例如两个光子能量水平下降的原因是由一个电子在晶体——我们知道结果应该加起来的总自旋角动量为0,然后我们知道一个粒子,当测量自旋向上(+ 1)意味着其他必须自旋。

不复杂。事实上,这是很直观的。不需要特殊的“纠缠”机器或神秘的物理。普通物质做普通物质做的事。
奇怪的是,当我们通过改变测量粒子属性的方式来测试这种纠缠时。我们可以,当测量自旋时,旋转设备,这意味着肯定是由向上或向下极化产生的粒子现在有机会被检测为向下或向上。
但是,在选择用独立旋转或不旋转的设备来测量粒子组时,我们发现这两组粒子继续完美地相互关联——就好像其他粒子“知道”我们旋转了实验,但仍然想保留这个数量。

这是非常奇怪的,至少看起来很奇怪。当然如果远处的粒子不能解释测量的结果,那么这个属性实际上就不会被保存下来。我们会在角动量、电荷、能量、动量等方面得到一个小的差异,我们计算两组粒子随时间的变化。如果有的话那就更奇怪了。

5. 量子纠缠现象是如何发现的?

量子纠缠所代表的在量子世界中的普遍量子关联则成为组成世界的基本的关联关系。或许用纠缠的观点来解释"夸克禁闭"之谜。当一个质子处于基态附近的状态时,它的各种性质可以相当满意地用三个价夸克的结构来说明。但是实验上至今不能分离出电荷为2e/3的u夸克或(-e/3)的d夸克,这是由于夸克之间存在着极强的量子关联,后者是如此之强,以至于夸克不能再作为普通意义下的结构性粒子。通常所说的结构粒子a和b组成一个复合粒子c时的结合能远小于a和b的静能之和,a或b的自由态与束缚态的差别是不大的。而核子内的夸克在"取出"的过程中大变而特变,人们看到的只能是整数电荷的介子等强子。同一个质子,在不同的过程中有不同的表现,在理解它时需要考虑不同的组分和不同的动力学。一个质子在本质上是一个无限的客体。实质上整个宇宙是一个整体的能量惯性体系包括实在的粒子和空间,由于能量惯性的存在,整个能量体系时刻按一定的能量运动规律运动,宇宙中的每一个粒子作为宇宙能量的一分子它本身的能量惯性状态始终与宇宙环境保持一致即能量的稳定性,它们的电磁能量波始终存在着相互作用。当俩物质粒子同时处于某一状态即尽量使之处于基态或能量控制编码态,它们在相互作用时产生了电磁能量惯性互动及量子纠缠现象。因此,物质具有能量然而人们只能从物质的相互作用中获得并得到利用。

量子纠缠现象是如何发现的?

6. 怎样向一个普通人解释什么是量子纠缠和量子纠缠的影响?

2016年8月16日,我国科学家研制的科学实验卫星“墨子号”,在酒泉卫星发射中心成功发射。报道说,这颗卫星的目的是探索一种新的保密性非常强的通信方式——量子通信,这种通信,是建立在一种名叫“量子纠缠”的原理之上的。
先说说为什么叫“墨子号”。
墨子,是春秋战国时期古代思想家,墨学创始人,对自然科学也颇有研究。他第一个提出“光线是直线传播的”,并发现了“小孔成像”原理,为摄影术奠定了基础。量子通信,正是依靠“光线传播”来实现的,所以,用“墨子”命名这颗卫星,还是挺恰当的。

量子纠缠,又是怎么一回事呢?
先说说什么是量子。
世界上,有些东西是连续的,例如打开水龙头,有水流出来,根据水龙头打开的大小,水流可以连续地发生变化。但有些东西就不能这样了,例如机关枪,射出的子弹就不能连续变化了,要嘛1个,要嘛2个,总之是n个,n只能是整数,你用机枪给我发射1/2个子弹试试?
科学家发现,光线也是不连续的,是由一个一个光子组成的,我们称之为光量子,也叫量子。
研究量子的科学,叫量子力学。
随着研究的深入,科学家发现,微观世界的各种基本粒子,无一例外,都服从量子力学的规律,这些规律和我们日常所见的宏观世界的规律大相径庭,让我们瞠目结舌,困惑不解。
譬如,在宏观世界,波和粒子是不同的概念,但在微观世界,两者可以统一起来。例如光线,既可以看成是波——光波,又可以看成是粒子——光子,具有“波粒二重性”。
当爱因斯坦第一次提出光的“波粒二重性”的时候,遭到大多数人的嘲笑和攻击:什么意思?每周1、3、5是波,2、4、6是粒子,轮流做庄?这不是胡说八道吗?
然而,实验证明,爱因斯坦是对的:任何时候,光都有波粒二重性。人们理解不了,也没有办法,只能慢慢理解吧。
还有,在宏观世界,一个物体的速度和位置,是可以同时准确测定的,譬如飞机来了,雷达可以把飞机的速度、位置都准确测定。但对于微观粒子,就不行了,科学家发现,如果把一个基本粒子的位置测准了,它的速度就测不准了。还有,时间和能量,也只能测准其中的。这就叫著名的“测不准原理”。
顺便说一句,在微观世界,测量可不是一件简单的事,测量会破坏或改变微观粒子的状态。

还有一种难以理解的现象,就是量子纠缠了。
如果把两个基本粒子“纠缠”起来(如何纠缠下面再说),然后把这两个粒子分开,一个放在北京,一个放在上海,当你改变北京那个粒子的状态时,上海那一个的状态也就同时改变了,尽管他们之间没有发生任何联系。
这种“超距作用”的传播距离,还可以更远,理论上,即使两个粒子相隔若干光年,譬如一个放在地球上,另一个放到织女星上,也是可以相互影响的。
这种现象,历史上,被爱因斯坦称之为“鬼魅学说”,他认为违反了因果律和定域性原则,是不可信的,为此,他和量子力学的代表人物——丹麦科学家玻尔,争论了很多年。
但是,近来越来越多的实验证明,爱因斯坦可能错了。
2015年10月25日,荷兰代尔夫特理工大学的科学家们把两颗钻石分别放在代尔夫特理工大学校园内的两侧,距离1.3公里。每块钻石含有一个可以俘获单个电子的微小空间,每个空间放置一个被纠缠过的电子,它们之间,没有任何方式的联系。实验证明,确实存在这种奇异的“超距作用”,改变其中一个的状态,另一个也发生了改变。
我国科学家潘建伟等人,实现了百公里量级的量子纠缠和应用的研究,其科研成果,已经走到了世界的前列。
如何把量子纠缠应用到通信领域呢?
光子,也是一种电磁波,其磁场和电场都是有方向的(或者叫光子的偏振),譬如把水平方向定为“0”,垂直方向定为“1”,通过改变光子的偏振状态,就可以把一组光子进行编码了。
量子通信传递的,不是电波,而是一个个被编码的、被纠缠过的光子,每一个光子要嘛是“0”,要嘛是“1”,一连串的“0”和“1”就代表了要传递的信息。
显然,传递信息量越大(比特数目大),要求被纠缠的光子数目越多,也是一个技术难题,目前,最大的纠缠数目已经达到8个,从实用角度看,数量还是太少了。
纠缠光子的制备、储存和传输,也都是技术难题。
目前正在试验的量子通讯,传递的并非信息本身,而是打开信息的密码(或称密钥),信息本身还是需要用传统手段传递。完全依靠量子纠缠实现“远程隐形传输”,为时尚早,它是科学家们的一个奋斗目标,对它的认识,还需要一个探索和深入理解的过程。

为什么说量子通信保密性很强呢?
这是因为,在纠缠光子的传递过程中,如果有人窃听,它的状态就会因窃听(测量)发生改变,密码接收的误码率会明显增加,引起发射者的警觉,而停止密钥的发送。当窃听者消失后,可以换一组密码重新发送。因为能及时发现窃听者,所以,量子通信具有很强的保密性。
最后,谈一下如何实现光子的纠缠。
一个常用的办法是,利用晶体的非线性效应。譬如,把一个具有紫外线光子放进晶体里,由于非线性效应的存在,在输出端可以得到两个红外线光子。因为这两个红外光子来源于同一个“母亲”,就处于相互“纠缠”的状态了。

7. 如何理解量子纠缠现象?有什么应用?

量子纠缠通俗例子如下:
这里有两个经典案例,一个是寡妇模型,一种是手套模型。
(1)寡妇模型。铁蛋和翠花本是一对情侣,经过了长达10年的爱情长跑,终于结婚了。在结婚的那一刻,铁蛋和翠花就有了夫妻之实。这种关系就相当两个纠缠粒子享有共同的叠加态。
突然有一天,作为丈夫的铁蛋因为车祸挂了。所以在事实上,不管翠花愿意不愿意,铁蛋挂的同时,也是她变成寡妇的同时。
这就相当于对一个纠缠粒子的测量,会同时影响另一个纠缠粒子。

(2)手套模型,将一双手套,随机放入两个盒子,只有当打开其中一个盒子的同时,也就会同时知道另一个盒子里装的是什么手套。
这两种案例就是典型的逻辑判断,这种解释也能让很多人愉快地接受量子纠缠。
可问题就在于,人家事实并不是这样的。
如果量子纠缠是逻辑判断的话,一旦测量,那结果就是确定的,不会再改变。
而事实上却是,如果打开盒子发现是左手套,盖上盒子后,再打开,就又可能变成右手套了。
量子纠缠就是这样,多次测量纠缠粒子,其结果并不相同。

这就奇怪了,为了解释这个问题,爱因斯坦也是绞尽脑汁,因为在爱因斯坦看来,任何两个粒子之间要进行相互作用,必然要依靠介质,但任何介质的速度都无法超光速。

如何理解量子纠缠现象?有什么应用?

8. 你是如何理解量子纠缠的?

量子纠缠说的是量子之间不管距离有多远,其中一个量子的状态改变会引发另一个量子的状态跟进变化。
  
 量子纠缠,我们不能认定为任意一个量子的状态变动,都会引起其周围不管距离远近的所有其他量子发生相应状态变异的纠缠,这是不可能发生的事情。
  
 图:电子与质子就构成了一种异性相吸力的纠缠作用
  
 物质无非就是电荷,电子是物质世界里最小的电荷,电子本身不可再分。而量子也是指物质世界中最小的基本粒子,二者情形不谋而合。
  
 由于物理界一向认为,物质存在着数十种微观粒子(甚至说有数百种),因而面对如此多的微观粒子而无法去确认到底那一个才是基本粒子?于是就将本来是唯一的一种基本粒子(电子)说成了模棱两可的量子。如果这样的分析没有错,那么量子,我们就可以把它认定为电子了。也就是说,量子纠缠本质上也就是电子之间的纠缠现象。
  
 图:量子纠缠有类似于两个天体之间的引力介质——磁力线作用机制
  
 那么电子之间到底能不能发生远距离相互纠缠呢?这就要看是在什么情况下了。如果量子之间在空间里是不连续的,即电子与电子之间是存在着间隔距离的,那么它们之间就不可能发生远距离纠缠。因为量子纠缠是一种力的传导作用,而力的传导是需要直接作用或借助介质来为其间接作用才能实现。如果科学家们所认为的量子纠缠是真实的,就只能说明量子之间的确存在着基本粒子间的直接接触或借助某种物质的间接接触。
  
 问题是电子之间是怎么实现远距离接触的呢?这里只有一个说得过去的理由,那就是通过磁力线这一介质来实现纠缠互动。
  
 电子就是一个磁子,它也有正负极和正负极之间的趋势力存在。磁力线是由电子之间的异性极连接而成的线,它只能在磁场中形成,电子线从理论上讲可以连接出无限的长度。这样,即便是从宇宙中心黑洞到离宇宙中心最远处,中心黑洞发出的磁力线仍然能够与那里的边缘物质(电荷、质子和原子)构成异性相吸力作用。这就完全有可能实现量子超距离纠缠了。不过,这种量子纠缠只属于一条电子线中的电子相互纠缠,而不是一个电子(量子)与宇宙中所有的电子或其他磁力线上的电子构成互动性纠缠反应,更不是电子线一头的电子状态改变会导致电子线另一头的那个电子状态发生同步改变。磁力线是一种纵向运动的纠缠,每一个电子极性轴方向一致,所以没有自转自由和轴向改变的自由。
  
 因此,假如物质确实存在超距纠缠,这无非就是通过磁力线连接而实现的纠缠,除此之外,任何物质都是无法做到超距量子纠缠的。这就是笔者对量子纠缠的理解。
  
 量子纠缠最矛盾的说法,I,不可测,看,否则就没有纠缠了,那么问,你怎知?乱猜?
  
 2,把两纠缠量子分开遥远两处。随便动一处另一处相应改变,但不可传送信息,那么0与1(动与不动)不就是信息吗?又怎说不能呢?所以科学不可有专伐(专家伐,)专家放个屁都是香的?
  
 量子纠缠是伪科学