第三百一十三章 瞧瞧我發現了什麼?

    考慮到一些鮮為人同學的好奇心,

    這裡用儘量通俗的方式解釋一下光子——或者說量子糾纏的概念。

    基本上只要你看得懂文字,應該都可以理解。

    首先舉個例子。

    假如說在太空中兩個挨在一起靜止的相同圓盤,被一個姓郝的炸逼用炸彈炸開。

    它們兩個因此開始有了一個旋轉。

    當它們飛了很遠之後,我們捕獲了其中的一個圓盤並且對它進行測量。

    並且發現它的旋轉角速度為w。

    那麼我們立刻可以知道,另一個圓盤的角速度一定是-w。

    因為根據角動量守恆,兩個圓盤的角動量之和一定為零,所以它們兩個的旋轉角速度一定是相反的。

    也就是w和-w相抵消。

    而量子糾纏有些類似。

    當一對有量子糾纏的光子,往相反方向飛了很遠之後,我們捕獲了其中的一個光子。

    測量得到它的偏振方向是逆時針偏振的。

    那麼在這一瞬間,我們就可以知道在很遠的另一個光子它的偏振方向是順時針偏振的。

    看到這裡,或許有人就會覺得說。

    那麼量子糾纏看上去並沒有什麼特別的呀,那麼為什麼會被討論的那麼多?

    量子糾纏的實驗和前面那個經典世界裡面的實驗區別到底在哪裡呢?

    最主要的一個區別就是,在經典世界裡面,在爆炸之後的那一瞬間,兩個圓盤的狀態就已經是確定了的。

    無論我們在什麼時間和位置去測量,得到的都會是同樣的結果。

    可是在量子糾纏的實驗裡面。

    兩個光子往相反方向飛行的途中,其中每一個光子的偏振方向並不是確定的。

    而是處於50%的概率順時針偏振和50%逆時針偏振相疊加的量子態。


    你測量的結果有50%的概率是順時針偏振,有50%的概率是逆時針偏振。

    這個光子的狀態只有在你測量的時候才能確定,而且完全是一個概率性事件。

    這代表著什麼呢?

    最關鍵的地方來了。

    就是說你測量了其中一個光子,這一個光子的狀態坍縮成了比如說順時針偏振。

    在遙遠地方的另一個光子,它的狀態就同時坍縮成了確定的逆時針偏振。

    仿佛這兩個光子間有一個可以超越光速的聯繫,可以讓它們瞬間可以達成共識。

    具體的實驗過程就是糾纏光子對利用二類bbo晶體的自發參量下轉換,可以產生兩個偏振態正交的糾纏光子對。

    再利用檢偏器以及單光子計數器測量就可以完成了。

    相關論文還是挺多的,這裡就不多贅述了,也沒必要了解太深。

    當然了。

    或許有同學會問一個更深一步的問題:

    你怎麼知道在測量之前量子的狀態是不確定的?

    難道就不能它在客觀上已經確定的?

    也就是這邊的這個光子早就是順時針偏振,而另一個光子則是逆時針偏振。

    只是我們觀測之前未知它們的狀態而已?

    這就涉及到一個疊加態的問題了。

    貝爾不等式結合實驗結果來看,證明了量子在被觀測前是處於疊加態的。

    這是啥意思呢?

    也就是說同樣的光子,你在頭一次測量的時候可能是順時針偏振。

    可換個基矢第二次就成逆時針偏振了。

    比如你面前有兩台冰箱,a裡頭放著一枚雞蛋,b裡頭放著一塊牛肉。

    你頭一次開a發現是個雞蛋,同時不用看b就知道b那邊一定是牛肉。

    可當你關上a再開,第二次裡面卻變成了牛肉,而你除了關門其他啥事也沒幹



  
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