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量子纠缠是2022年诺贝尔物理学奖的核心吗?

更新时间:2023-12-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

去年量子纠缠真的获得诺贝尔奖了!这些理论值得得奖吗?mCa物理好资源网(原物理ok网)

量子纠缠是2022年诺贝尔化学学奖的核心,它是由于爱因斯坦觉得不可能进行的检测而获得的,而我们从这种实验中获得的理解对于昨天的量子估算来说至关重要,所以这项工作的重要性是哪些?她们证明了哪些?这些理论是否值得得奖?mCa物理好资源网(原物理ok网)

首先,让我们讨论一下量子热学的出现,在量子热学出现之前,我们觉得世界是确定性的,也就是说,假如我们事先晓得关于系统的足够信息,这么原则上我们可以在未来决定关于系统的一切,不幸的是,对于决定论者来说,我们最终遇见了量子热学,而量子热学在决定论方面背道而驰。mCa物理好资源网(原物理ok网)

就其本质而言,机率论在当时对包括爱因斯坦在内的许多科学家来说并不适用,证明量子热学具有这些性质是2022年量子热学初期诺贝尔奖的重要组成部份。在此之前,科学家们发觉并提出了许多理论,但有一种看法觉得,量子热学的热学框架只是现实的摹本,虽然作出了特别好的预测,但依然有一个更基本的理论来解释一切,因而当前的框架可以挺好地预测愚蠢的结果,因而爱因斯坦深信量子热学为了证明这一点,热学确实是不完整的。mCa物理好资源网(原物理ok网)

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1935年,爱因斯坦和另外两位作者发表了一篇论文,题目是《物理现实的量子热学描述是否可以被觉得是完整的》。她们概述了一个思想实验,这被称为爱因斯坦-波多斯基-罗森悖论或简称epr悖论,思想实验必须与量子有关,而纠缠——是两个量子系统之间的一种关联状态,假定你有两个电子载流子,可以是载流子向下或载流子向上,这两个电子的纠缠会形成一种有趣的状态,假如其中一个电子被检测为载流子向下,这么另一个一定处于载流子向上状态,这是量子物体各自性质的结果。mCa物理好资源网(原物理ok网)

电子可以被描述为波函数,即当你检测波函数时,每位粒子的波函数是不同的,当两个粒子纠缠在一起时,通过检测,我们会破坏波函数,假若你检测其中一个电子,波这两个粒子的函数会崩溃,这是思想实验的关键,假如你把两个纠缠的粒子分开,之后把它们分开很远,我们可以说它们在这些状态下被分开几光秒,假如你可以检测其中一个电子态,例如说在载流子上升时,另一个电子会立刻弄成载流子升高。爱因斯坦将这些波函数坍缩称为“幽灵作用距离”,并强调,一定有一些隐藏的变量可以预先晓得它们的状态,因而没有信息传播速率比光速快。mCa物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦觉得,在粒子产生之前分开后诺贝尔物理学奖2023量子纠缠启发,她们决定了哪一个会弄成载流子向下,哪一个将弄成载流子向上,多年来,人类没有办法分辨爱因斯坦的隐变量理论和标准量子热学纠缠之间的区别,直至1964年,约翰·贝尔才提出,确实有一种方式可以测试隐变量是否为真诺贝尔物理学奖2023量子纠缠启发,这个测试将被称为贝尔不方程,这些测试是通过检测一个量子态,即我们选择怎样检测它的方式,这一切都取决于你怎么检测它们。mCa物理好资源网(原物理ok网)

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约翰·贝尔说,在这个场景中,你检测一个电子,瞧瞧它是上旋还是下旋,之后之后在座标轴的Z方向和X方向之间的一个角度检测第二个电子,最后会发觉隐藏变量和量子热学之间的结果存在差别。mCa物理好资源网(原物理ok网)

去年有三个人获得了2022年诺贝尔化学学奖,约翰·克劳瑟,阿兰·阿斯佩克和安东·泽林格,她们被授予了纠缠光子实验,证明了对贝尔不方程的违背,以及进行贝尔提出的实验的先驱测试。事实上量子信息科学实际上相当困难,须要特别快速地进行特别精确的检测,而当时量子估算并不像现今一样流行,事实上在当时它就和不存在一样,所以没有人真正有兴趣证明贝尔理论其实很难,也没有回报。mCa物理好资源网(原物理ok网)

但虽然这么约翰·克劳泽在1972年进行了这项实验,结果表明量子热学确实有效,并且不存在隐藏变量。之后在1982年,艾伦方面进行了一个更为严格的贝尔测试,它填补了一些人觉得容许隐藏变量始终是正确的,这两个主要实验获得了诺贝尔奖,之后在20世纪90年代,安东·泽林格对纠缠态进行了检测,以证明所谓的量子隐型传态。基本上,假如你取两个纠缠电子,一个与第三个电子互相作用,这么纠缠态就可以被转移。这个概念对任何方式的量子来说都是至关重要的通讯,正由于这般,对于昨天进行的许多量子通讯研究来说,都是至关重要的。mCa物理好资源网(原物理ok网)

安东·泽林格在实验室和近来数百公里的距离内演示了量子隐型传态,所有这三位科学家都进行了开创性的研究,为第二次量子革命铺平了公路,所以她们都应当获得诺贝尔奖。mCa物理好资源网(原物理ok网)

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