相隔900億光年的兩個糾纏量子也可以瞬間發生相互感應嗎?

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量子糾纏就是無視時間和空間的距離,而發生的超距作用,最早由愛因斯坦、波多爾斯基與羅森在1935年提出的量子力學中的一種波。那麼兩個相距900億光年的兩個糾纏的量子在理論上是可以發生瞬間相互感應的,不過有人認為兩個糾纏的量子不能傳遞有效信息。



量子糾纏是兩個或兩個以上的量子發生整體系統的作用,在這種整體作用下的量子不管空間或時間多遠,如果其中一個量子發生變化,另外的量子會立刻變化。現在的量子力學還無法測量到它們的速度,不過有人認為是同時的。這種現象被愛因斯坦比喻為“鬼魅般的超距作用。”


量子糾纏上的實在性、隱變量、定域性、和測量論等在量子通訊和量子計算中起著至關重要的作用。

中國的科學家潘建偉已成功製出了8個粒子的最大糾纏態,在2016年與張朝陽、陳宇翔等一批科學家用兩種方法制備了綜合性能最先進的“十光子糾纏。”2017年宣佈了首次實現了“千公里級”的星地雙向量子分發;2018年再次成功實現了千公里級的量子糾纏、密鑰分發和隱形傳態。可以說我國在量子通訊上已達到國際最先進水平。



量子糾纏的超距作用是一種重要的物理資源,如果將量子糾纏加以開發利用,將會實現全球性的量子網絡,並會達到最有效的保密效果。


弄潮科學


我買了一雙襪子,把其中一隻寄給了北京的朋友,另外一隻寄給了廣州的朋友(但我自己不記得左右腳),廣州的朋友先收到,問我“為何給我寄一隻左腳襪子呀?

於是我就知道寄到北京的是右腳。

這也是量子糾纏嚒?所謂的被觀測後坍塌現象嚒?不知道的時候是疊加態,拆開快遞就坍塌了,另外一邊就定性了。

我如果寄到百萬光年以外的北京,那我也是瞬間就知道是右腳襪子🧦了,那也是超光速?

別逗了吧,那是臆想罷了。


金花銀葉


可見宇宙的直徑也才920億光年,題主一下子就給出了兩個相隔900億光年的糾纏態量子,基本上這兩個量子已經處於可見宇宙的邊緣了。不過即便相隔這麼遠,如果這兩個量子真的是處於糾纏態,那麼無疑它們之間確實可以相互“感應”:即只要其中一個發生改變,另外一個立馬也會發生改變。

當然了,這僅僅是理想狀態下的假想而已。真實情況下我們不可能得到兩個相隔這麼遠的糾纏態量子。潘建偉院士在有關量子糾纏領域的研究可謂國際領先,首屈一指。即便是他們團隊,也僅僅實現了千公里級星地級糾纏態量子。而距離太遠的糾纏態量子,人類還無法取得。因為在分發糾纏態量子對的過程中,處於飛行狀態了量子很容易受到其它因素的干擾而發生退相干。

比如我們在太空中製備了一組糾纏態量子對,然後把它們一個往上發射,一個往下發射。雖然真空中沒有空氣,但是仍有很多高能粒子,所以相互遠離的糾纏態量子很可能在飛行沒多久後就被這些高能粒子作用,從而發生退相干行為。即便沒有被這些星際高能射線干擾,那麼宇宙中數不盡的星球也會阻擋它們的步伐,導致它們更本無法相距很遠還保持糾纏態。

所以,實際生活中兩個糾纏態量子的相隔距離是不可能太遠的。


科學探秘頻道


量子糾纏現象,愛因斯坦稱之為“鬼魅般的相互作用”!兩個糾纏的量子,無論相距多遠,一個量子狀態發生改變,馬上引發異地另一個量子相應狀態的改變,這中間不需要時間,是同時發生的!

因此有一種解釋是,糾纏的量子是高維度空間在我們三維世界的投影,在高維度空間,所謂糾纏態的兩個量子,其實就是同一個東西!

這個解釋如果不好理解,那就拿個現實例子。我們知道,三維物體的投影是二維的,就像黑暗房間的一隻手,用兩個投影燈從兩個不同角度照射這隻手,那麼這隻手會在兩個不同牆壁上都有投影,當這隻手做出動作時,兩個投影會同時做出動作。

在上面的實驗中,這隻手的兩個投影,就像二維世界中的兩個糾纏量子,在二維世界的觀察者看來,這兩個影子無論相距多遠,都是同時動作的。二維世界的觀察者就會很迷惑,無法理解其中原因,那是因為低維度時空的觀察者覺察不到高維度時空的事物,他看不到,在三維世界裡,那其實就是一隻手,就是一個東西!


秋天的童話6554


量子不是粒子,所以可以說是一個糾纏粒子對,確實會出現這樣的現象,並且這並不是科學家想象出來的,而是從實驗室裡真真正正出現的。

即便相距900億光年還是更遠,你對糾纏對中的一個粒子進行測量,勢必影響另一個粒子的狀態,同時的發生變化,對於這種現象,愛因斯坦對於他們的解釋非常的惱火,特別是引入了不確定性原理時,愛因斯坦更是氣憤的說,“難道上帝喜歡擲色子?”

確實是這樣,糾纏粒子對的感應確實是超光速的。

有人說,超光速難道不違反相對論嗎?

其實,這種速度並不是傳遞信息的速度。你想啊,很簡單的問題的,雖然你在此處測量到了糾纏粒子對其中一個粒子的狀態,同時你也知道了另一個糾纏粒子的狀態,你是知道了,但掌管著另一個糾纏粒子的人不知道,因為你並沒有把信息傳遞給他,他如果想知道必須親自測量才行。

如果你想把你知道的信息傳遞給他,你就必須依賴經典信道傳遞給他,這樣信息的傳遞速度最快依舊只是光速。

所以,就是這句話,量子糾纏感應速度確實是超光速的,但並未傳遞任何信息。

個人的淺見,你們有什麼要補充說明的嘛?


科學船塢


量子糾纏的速度就是一瞬間。或者說,量子糾纏的速度沒有上限,無論糾纏粒子相隔多遠,哪怕是無限遠,它們也可以在一瞬間同時感應到。一些文章說,量子糾纏有多快,比如是光速的100倍、1000倍、10000倍……其實這些說法都是有問題的。這些“xx倍”,是測量的結果,但這只是測量出它至少是這個速度,不代表它等於這個速度。



(比量子糾纏現象更神奇的是文小剛教授- ̗̀(๑ᵔ⌔ᵔ๑))

好比,我們現在挖一座大山,挖到土方1噸,就說這座大山至少重1噸,挖到土方10噸,就說這座大山至少重10噸,挖到土方100噸,就說這座大山至少重100噸,挖到土方1000噸,就說這座大山至少重1000噸……但是,10噸、100噸、1000噸,都不是這座大山的真實重量。同樣,量子糾纏的速度也不是光速的100倍、1000倍、10000倍。

量子糾纏的原理,我們還不知曉。但是我們已經用實驗證明了這種現象的存在。不管這種現象有多麼的匪夷所思,只要實驗可以驗證,它就是科學的,而不是神話。麻省理工學院教授文小剛提出,蟲洞和量子糾纏其實是一回事。本來,蟲洞和量子糾纏是兩個不同的概念,但是文小剛給它們建立了彼此的聯繫。這些目前都是猜測和理論。量子糾纏已經可以用實驗證明,而蟲洞卻沒有被發現過,所以無法驗證文小剛教授的說法。希望科學家繼續探索,解開這個謎團。


懷疑探索者


量子糾纏及其速度

何謂量子糾纏?量子糾纏說的是當幾個粒子在彼此相互作用後,各個粒子已綜合成為整體性質,因而無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統的性質的現象。

處於糾纏態的量子,如果確定了其中一個量子的狀態,另一個無論相距多遠,其狀態也會瞬間被感應確定。按量子糾纏理論,別說相隔900億光年,就是9千億光年、9萬億光年也是瞬間發生感應。實際上說“瞬間”也不精確,因為根據佛教經典,1瞬間等於0.36秒,而兩個糾纏量子的感應是不需要時間的。有人說量子糾纏的速度是超光速的,數量級為10倍光速、100倍光速、1000倍光速……,這一點目前沒人能證實,因為人類目前連1光天的距離都沒到達過(這裡包括人類的航天器),連一萬年的文明史都沒有,又如何得知另一個量子是什麼狀態?倒是按照分析,既然9萬億光年和9千億光年、900億光年一樣都是瞬間,說明感應速度是無上限的,何止千倍萬倍光速,進而得出感應是不需要時間的,沒有時間,哪來的速度?哪來的超光速?

量子糾纏超距“作用”的原因

量子力學的特徵是非定域性的(這和其不確定性原理一脈相承),而包括愛因斯坦相對論在內的其他所有理論都是定域性的。所謂的定域性是指物質只能和與之相鄰處發生作用,而不可能直接和與之相距遙遠處發生作用。定域性原則規定:任何物理效應都不可能以大於光速的速度傳遞,那些遙遠的還沒有與我們發生作用的東西對於我們來說可以認為是不存在的。而非定域性就是說物質可能直接和與之相距遙遠處發生作用,而不只能和與之相鄰處發生作用。量子力學的這個非定域特性就是量子糾纏“超光速”、超距離發生相互感應的原因。量子糾纏是把整個宇宙作為一個全息整體,波函數瀰漫整個宇宙,即便沒有物體在兩個地點往來,即便沒有足夠的時間在兩個地點往來,你在這一個地方做的事情還是會和另一個地方發生的事情有所關聯。

當然也由此可知,所謂的感應根本就沒有運動,沒有運動哪來的違反光速限制?

整個宇宙是量子糾纏的範圍

即使量子糾纏是非定域性的,但我們的宇宙是有限的,因此量子糾纏範圍不能超出整個宇宙,任何試圖探究宇宙“之外”的行為是沒有任何意義的。那這個範圍有多大?

我們已經知道,可觀測宇宙的直徑為930億光年,所謂可觀測宇宙就是以我們地球為中心,半徑為465億光年的區域,

但是可觀測宇宙的大小並不是整個宇宙的大小,“可觀測”這個詞並不指現代技術檢測來自物體的光或其他信息的能力,它指的是光速本身所產生的物理極限。任何距離我們比光傳播的更遠的物體都不能被探測到。

那整個宇宙有多大呢?有人根據宇宙暴脹理論,計算整個宇宙是可觀測宇宙的250倍,半徑為2645億光年,還有人計算宇宙半徑可達11萬億光年,甚至還有人推算整個宇宙是可觀測宇宙的3x10^23倍,半徑可達300億億光年。

整個宇宙到底多大,目前雖無定論,但上面每一個大小都遠遠大於900億光年,因此相隔900億光年的兩個糾纏量子完全可以瞬間發生相互感應。

目前量子糾纏的量級

上面只是在理論上的討論,在現實中量子糾纏的量級目前只有千公里級,我國處於領先水平,2016率先發射“墨子”號量子衛星,實現千公里級星地雙向量子糾纏分發。

2017年建成二千公里長的量子通信京滬幹線。但這些級別比起900億光年都有很大的差距,量子研究之路任重而道遠。


物原愛牛毛1


按照主流觀點宇宙誕生於138.2億年前的奇點大爆炸,現在的可觀測宇宙直徑已經達到了930億光年,按照題目中所說的900億光年幾乎到達了可觀測宇宙的兩端了。

但是量子糾纏這種量子特有屬性理論上來是無視距離的,相隔十米和相隔900億光年沒有本質上區別。因此愛因斯坦才稱量子糾纏為“鬼魅般的超距作用”,量子糾纏的速度不能僅僅是超光速,而是千倍萬倍的超。但是量子糾纏並不妨礙相對論的光速不可超越,因為量子糾纏並不能傳遞信息。

因此理論上來說量子糾纏是無視距離的,但是由於這種特性如果受到干擾是會發生退相干的,尤其是面臨著宇宙中存在的大量射線、粒子等。實際上很難實現相聚900億光年的糾纏,況且你發射個量子(一般是光子)到那麼遠的地方不得等到天荒地老嘛?

我國潘建偉團隊藉助墨子號量子衛星已經實現了千公里級量子糾纏,量子糾纏光子對從衛星到兩個地面站的總距離平均達2000公里!而我國是在這方面是領先的,隨著發展以後可以實現的量子糾纏距離就會越來越遠!



科學黑洞


糾纏量子對是很不穩定的東西,就算放在實驗室想盡辦法保存,沒過多久就會去相干。如果在環境中傳送更加不穩定,幾乎瞬間退相干。

看一下IBM的量子計算機指標吧,在超低溫環境裡,最長退相干時間也只有123.6微秒,按光速計算也只能最遠傳送37公里。要做出相隔900億光年的兩個糾纏量子簡直是痴人說夢,所以根本就沒有討論價值。

文章鏈接:https://www.toutiao.com/i6665093220222894603/


維度開拓者


答:按照目前量子力學的描述,哪怕相距900億光年的糾纏量子,也會瞬間發生感應,但是不能利用量子糾纏來傳遞有效信息。


根據宇宙大爆炸理論的描述,目前可觀測宇宙的實際直徑為930億光年(半徑465億光年),自從宇宙大爆炸以來,光在真空中傳遞的最遠距離是465億光年。

在量子力學中,描述兩個處於糾纏態的粒子對,無論相距多遠都能發生聯繫,這種效應是超距作用,糾纏態粒子的波函數塌縮時,會隨機得到單一的結果,所以無法利用這種超距作用來傳遞有效信息。


目前圍繞量子糾纏更深層的解釋有很多,比如平行宇宙理論、隱變量理論、高維空間理論等等,但是還沒有一個能讓人信服的詮釋,也沒有哪個理論能用實驗對其進行驗證。不過我們堅信,在量子糾纏的背後,肯定還隱藏著更深刻的理論。

對於量子糾纏,我們來看這麼一個想法:在三維空間中有一個靜止的硬幣,在硬幣兩側各放置一臺攝影機,然後左側攝影機的畫面連接一塊顯示屏,右側攝影機的畫面連接另一塊顯示屏;我們再假設顯示屏中有一個二維人,他在二維的顯示屏內會看到兩塊硬幣。

當硬幣轉起來時,顯示屏中的兩塊硬幣呈現相反的結果,二維人還發現,無論兩塊顯示屏相距多遠,只要其中一塊硬幣發生變化,另外一塊硬幣也會發生相應的變化,這讓二維人非常困惑,明明是兩塊硬幣,為何它們保持著某種超距作用。

或許量子糾纏就是這樣,處於糾纏態的粒子對,在更高的維度中,本質上就是一個密不可分的整體,正是這樣讓它們保持著“超距作用”,只是這種超距作用是相對於我們三維空間而言的。


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