为什么这种现象和现实格格不入?虽然量子热学的解释是基于普朗克尺度或亚原子尺度(极微观尺度)的,生活中的现象完全可以借助精典热学来解释。例如根据量子热学的原理,假若一个人不停地去撞树,这么他确实有一定的概率“穿墙而过”,但这机率太小太小,他试到宇宙毁灭的那一刻可能都不会发生。
现代的化学学家已将量子纠缠现象视为粒子的基本特点,而且科学家仍不清楚其中的作用机制。
根据构建在“不确定性原理”基础上的“量子纠缠”,科学家们提出了“量子通讯”的构想,根据不确定性的原理,这些传输信息的方法从根本上避免了被破译的可能,即便信息被截取,其“不确定性”使得破译者根本无从下手。
1993年,意大利科学家C.H.提出了量子通讯()的概念。量子通讯是由量子态携带信息的通讯方法,它借助光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通讯过程。量子通讯概念的提出,使爱因斯坦的“幽灵()”——量子纠缠效益开始真正发挥其真正的威力。
在贝内特提出量子通讯概念之后,6位来自不同国家的科学家,基于量子纠缠理论,提出了借助精典与量子相结合的方式实现量子隐型传送的方案,将要某个粒子的未知量子态传送到另一个地方,把另一个粒子制备到该量子态上,而原先的粒子仍留在原处,这就是量子通讯最初的基本方案。
量子纠缠是指粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中互相影响的现象,这些影响不受距离的限制,虽然两个粒子分隔在半径达10万光年的银河系两端,一个粒子的变化仍会顿时影响另外一个粒子。像光子、电子一类的微观粒子,或则像分子、巴克明斯特富勒烯、甚至像小砖石一类的介观粒子,都可以观察到量子纠缠现象。
量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象;在精典热学里,找不到类似的现象。
假定,由两个粒子组成的复合系统处于量子纠缠,对于其中一个粒子做检测得到结果(比如,载流子为上旋),则另外一个粒子在以后任意时间做检测,必将会得到关联结果(在此案例里,载流子为下旋)。
量子纠缠的作用速率比光速还快。近来完成的一项实验显示,量子纠缠的作用速率起码比光速快10,000倍。这还只是速率下限。依照量子理论,检测的效应具有瞬时性质。
1935年,量子热学理论的“老对手”爱因斯坦最先强调“量子纠缠”的“荒谬之处”,在他和波多尔斯基、罗森共同发表的论文里,针对量子热学理论进行了批判,觉得量子热学并不完备。
按照量子热学的“不确定性原理”,处于纠缠态的两个粒子,在被“观测”之前,其状态是“不确定”的,假如对其中的一个粒子进行观测,在确定了这个粒子状态的同时(例如为上旋),另外的一个粒子的状态顿时也会被确定(下旋)。
这些鬼魅通常的“传递”作用不但有违常理,也“违背”了爱因斯坦的相对论,但这偏偏又是无可争辩的事实,爱因斯坦据此觉得量子热学一直存在缺陷,是不完备的。
“上帝不掷色子”,这是爱因斯坦的格言,也是他仍然指责量子热学之根基——“不确定性原理”的缘由所在,爱因斯坦讨厌这些“不确定性”。他觉得肯定还有更好的解释,甚至是更完美、更完备的理论来解释这一切。
根据爱因斯坦的理论,撇开“不确定性原理”的量子纠缠现象该如此解释:就像两个黑袋子上面各放一只手套一样,在不打开其中的一个袋子前,不确定上面是哪一只,一旦打开一个袋子,在听到这只手套的同时,可立刻确定另外一个袋子里的手套是哪只。虽然这两个袋子在银河系的两端。
波尔是量子热学的重要奠基人之一,他提出了关于“量子纠缠”的解释:这个现象并不违反相对论,在量子热学的层面上,在检测粒子前,你不能定义它们,实际上它们仍是一个整体。不过在检测它们以后,它们都会脱离量子纠缠的状态。
爱因斯坦的主张得到了化学学家薛定谔的支持,爱因斯坦和薛定谔三人,在量子热学构建的早期作出了不可磨灭的贡献,但最终二人站在了量子热学的对立面,甚至连量子理论的最初成立者普朗克,由于那诡异听闻的“解释”而迈向了量子热学的对立面。
尽管爱因斯坦的解释更易被大众接受,也更易理解,但很遗憾,他是错的。实验证明,处于纠缠态的两个粒子在被检测前,其状态确实是不确定性的,这些不确定性与“黑箱手套”的解释有着根本的区别。
按照“不确定性原理”,在观测处于纠缠态的一个粒子之前,你根本难以预测这粒子是哪些状态,是粒子,是波,即是粒子又是波?亦或哪些都不是。只有在观测的一刹那,它“变成”了你可以检测的粒子。这个解释其实让人无法信服,根据这个解释,当你不去看月亮时,月亮也会“发散”开来,弄成一团非粒子亦非波的东西。甚至当你闭眼时,整个世界就会不存在?
我国明朝的思想家王阳明有句谚语:“你未看此花时,此花与汝同寂,你来看此花时,此花颜色一时明白上去。”这句话常年被当作唯物主义言论而被批判,如今看来,这简直就是量子热学解释的翻版。
为什么这种现象和现实格格不入?虽然量子热学的解释是基于普朗克尺度或亚原子尺度(极微观尺度)的,生活中的现象完全可以借助精典热学来解释。例如根据量子热学的原理,假若一个人不停地去撞树,这么他确实有一定的概率“穿墙而过”,但这机率太小太小,他试到宇宙毁灭的那一刻可能都不会发生。
现代的化学学家已将量子纠缠现象视为粒子的基本特点,而且科学家仍不清楚其中的作用机制。
根据构建在“不确定性原理”基础上的“量子纠缠”,科学家们提出了“量子通讯”的构想,根据不确定性的原理,这些传输信息的方法从根本上避免了被破译的可能,即便信息被截取,其“不确定性”使得破译者根本无从下手。
1993年,意大利科学家C.H.提出了量子通讯()的概念。量子通讯是由量子态携带信息的通讯方法,它借助光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通讯过程。量子通讯概念的提出,使爱因斯坦的“幽灵()”——量子纠缠效益开始真正发挥其真正的威力。
在贝内特提出量子通讯概念之后,6位来自不同国家的科学家,基于量子纠缠理论,提出了借助精典与量子相结合的方式实现量子隐型传送的方案,将要某个粒子的未知量子态传送到另一个地方,把另一个粒子制备到该量子态上,而原先的粒子仍留在原处,这就是量子通讯最初的基本方案。
1997年在德国留学的中国青年学者潘建伟与法国学者丹巴斯特等人合作,首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是抒发量子信息的“状态”,作为信息载体的光子本身并不被传输。2009年9月,潘建伟的科研团队在3节点支链光量子电话网的基础上,建成了世界上首个全通型量子通讯网路,首次实现了实时语音量子保密通讯。这一成果在同类产品中高踞国际先进水平,标志着中国在城域量子网路关键技术方面早已达到了产业化要求。
中国科学技术学院院长潘建伟、彭承志、陈宇翱等人,与中科院武汉技术化学研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成联合团队,于2011年10月在甘肃湖首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐型传态和纠缠分发。在高耗损的地面成功传输100公里,意味着在低耗损的太空传输距离将可以达到1000公里以上,基本上解决了量子通信卫星的远距离信息传输问题。以量子通信卫星核心技术的突破,也表明未来建立全球量子通讯网路具备技术可行性。
这个自被提出之时就让人倍感“匪夷所思”的理论和现象,在现代不但得到了验证,并且会在不远的将来惠及人类。
1935年,量子热学理论的“老对手”爱因斯坦最先强调“量子纠缠”的“荒谬之处”,在他和波多尔斯基、罗森共同发表的论文里,针对量子热学理论进行了批判,觉得量子热学并不完备。
按照量子热学的“不确定性原理”,处于纠缠态的两个粒子,在被“观测”之前,其状态是“不确定”的,假如对其中的一个粒子进行观测,在确定了这个粒子状态的同时(例如为上旋),另外的一个粒子的状态顿时也会被确定(下旋)。
这些鬼魅通常的“传递”作用不但有违常理,也“违背”了爱因斯坦的相对论,但这偏偏又是无可争辩的事实,爱因斯坦据此觉得量子热学一直存在缺陷,是不完备的。
“上帝不掷色子”,这是爱因斯坦的格言,也是他仍然指责量子热学之根基——“不确定性原理”的缘由所在量子纠缠通讯,爱因斯坦讨厌这些“不确定性”。他觉得肯定还有更好的解释,甚至是更完美、更完备的理论来解释这一切。
根据爱因斯坦的理论,撇开“不确定性原理”的量子纠缠现象该如此解释:就像两个黑袋子上面各放一只手套一样,在不打开其中的一个袋子前,不确定上面是哪一只,一旦打开一个袋子,在听到这只手套的同时,可立刻确定另外一个袋子里的手套是哪只。虽然这两个袋子在银河系的两端。
波尔是量子热学的重要奠基人之一,他提出了关于“量子纠缠”的解释:这个现象并不违反相对论,在量子热学的层面上,在检测粒子前,你不能定义它们,实际上它们仍是一个整体。不过在检测它们以后,它们都会脱离量子纠缠的状态。
爱因斯坦的主张得到了化学学家薛定谔的支持,爱因斯坦和薛定谔三人,在量子热学构建的早期作出了不可磨灭的贡献,但最终二人站在了量子热学的对立面,甚至连量子理论的最初成立者普朗克,由于那诡异听闻的“解释”而迈向了量子热学的对立面。
尽管爱因斯坦的解释更易被大众接受,也更易理解,但很遗憾,他是错的。实验证明量子纠缠通讯,处于纠缠态的两个粒子在被检测前,其状态确实是不确定性的,这些不确定性与“黑箱手套”的解释有着根本的区别。
按照“不确定性原理”,在观测处于纠缠态的一个粒子之前,你根本难以预测这粒子是哪些状态,是粒子,是波,即是粒子又是波?亦或哪些都不是。只有在观测的一刹那,它“变成”了你可以检测的粒子。这个解释其实让人无法信服,根据这个解释,当你不去看月亮时,月亮也会“发散”开来,弄成一团非粒子亦非波的东西。甚至当你闭眼时,整个世界就会不存在?
我国明朝的思想家王阳明有句谚语:“你未看此花时,此花与汝同寂,你来看此花时,此花颜色一时明白上去。”这句话常年被当作唯物主义言论而被批判,如今看来,这简直就是量子热学解释的翻版。