相隔900亿光年的两个纠缠量子也可以瞬间发生相互感应吗?

用户6534293489481


量子纠缠就是无视时间和空间的距离,而发生的超距作用,最早由爱因斯坦、波多尔斯基与罗森在1935年提出的量子力学中的一种波。那么两个相距900亿光年的两个纠缠的量子在理论上是可以发生瞬间相互感应的,不过有人认为两个纠缠的量子不能传递有效信息。



量子纠缠是两个或两个以上的量子发生整体系统的作用,在这种整体作用下的量子不管空间或时间多远,如果其中一个量子发生变化,另外的量子会立刻变化。现在的量子力学还无法测量到它们的速度,不过有人认为是同时的。这种现象被爱因斯坦比喻为“鬼魅般的超距作用。”


量子纠缠上的实在性、隐变量、定域性、和测量论等在量子通讯和量子计算中起着至关重要的作用。

中国的科学家潘建伟已成功制出了8个粒子的最大纠缠态,在2016年与张朝阳、陈宇翔等一批科学家用两种方法制备了综合性能最先进的“十光子纠缠。”2017年宣布了首次实现了“千公里级”的星地双向量子分发;2018年再次成功实现了千公里级的量子纠缠、密钥分发和隐形传态。可以说我国在量子通讯上已达到国际最先进水平。



量子纠缠的超距作用是一种重要的物理资源,如果将量子纠缠加以开发利用,将会实现全球性的量子网络,并会达到最有效的保密效果。


弄潮科学


我买了一双袜子,把其中一只寄给了北京的朋友,另外一只寄给了广州的朋友(但我自己不记得左右脚),广州的朋友先收到,问我“为何给我寄一只左脚袜子呀?

于是我就知道寄到北京的是右脚。

这也是量子纠缠嚒?所谓的被观测后坍塌现象嚒?不知道的时候是叠加态,拆开快递就坍塌了,另外一边就定性了。

我如果寄到百万光年以外的北京,那我也是瞬间就知道是右脚袜子🧦了,那也是超光速?

别逗了吧,那是臆想罢了。


金花银叶


可见宇宙的直径也才920亿光年,题主一下子就给出了两个相隔900亿光年的纠缠态量子,基本上这两个量子已经处于可见宇宙的边缘了。不过即便相隔这么远,如果这两个量子真的是处于纠缠态,那么无疑它们之间确实可以相互“感应”:即只要其中一个发生改变,另外一个立马也会发生改变。

当然了,这仅仅是理想状态下的假想而已。真实情况下我们不可能得到两个相隔这么远的纠缠态量子。潘建伟院士在有关量子纠缠领域的研究可谓国际领先,首屈一指。即便是他们团队,也仅仅实现了千公里级星地级纠缠态量子。而距离太远的纠缠态量子,人类还无法取得。因为在分发纠缠态量子对的过程中,处于飞行状态了量子很容易受到其它因素的干扰而发生退相干。

比如我们在太空中制备了一组纠缠态量子对,然后把它们一个往上发射,一个往下发射。虽然真空中没有空气,但是仍有很多高能粒子,所以相互远离的纠缠态量子很可能在飞行没多久后就被这些高能粒子作用,从而发生退相干行为。即便没有被这些星际高能射线干扰,那么宇宙中数不尽的星球也会阻挡它们的步伐,导致它们更本无法相距很远还保持纠缠态。

所以,实际生活中两个纠缠态量子的相隔距离是不可能太远的。


科学探秘频道


量子纠缠现象,爱因斯坦称之为“鬼魅般的相互作用”!两个纠缠的量子,无论相距多远,一个量子状态发生改变,马上引发异地另一个量子相应状态的改变,这中间不需要时间,是同时发生的!

因此有一种解释是,纠缠的量子是高维度空间在我们三维世界的投影,在高维度空间,所谓纠缠态的两个量子,其实就是同一个东西!

这个解释如果不好理解,那就拿个现实例子。我们知道,三维物体的投影是二维的,就像黑暗房间的一只手,用两个投影灯从两个不同角度照射这只手,那么这只手会在两个不同墙壁上都有投影,当这只手做出动作时,两个投影会同时做出动作。

在上面的实验中,这只手的两个投影,就像二维世界中的两个纠缠量子,在二维世界的观察者看来,这两个影子无论相距多远,都是同时动作的。二维世界的观察者就会很迷惑,无法理解其中原因,那是因为低维度时空的观察者觉察不到高维度时空的事物,他看不到,在三维世界里,那其实就是一只手,就是一个东西!


秋天的童话6554


量子不是粒子,所以可以说是一个纠缠粒子对,确实会出现这样的现象,并且这并不是科学家想象出来的,而是从实验室里真真正正出现的。

即便相距900亿光年还是更远,你对纠缠对中的一个粒子进行测量,势必影响另一个粒子的状态,同时的发生变化,对于这种现象,爱因斯坦对于他们的解释非常的恼火,特别是引入了不确定性原理时,爱因斯坦更是气愤的说,“难道上帝喜欢掷色子?”

确实是这样,纠缠粒子对的感应确实是超光速的。

有人说,超光速难道不违反相对论吗?

其实,这种速度并不是传递信息的速度。你想啊,很简单的问题的,虽然你在此处测量到了纠缠粒子对其中一个粒子的状态,同时你也知道了另一个纠缠粒子的状态,你是知道了,但掌管着另一个纠缠粒子的人不知道,因为你并没有把信息传递给他,他如果想知道必须亲自测量才行。

如果你想把你知道的信息传递给他,你就必须依赖经典信道传递给他,这样信息的传递速度最快依旧只是光速。

所以,就是这句话,量子纠缠感应速度确实是超光速的,但并未传递任何信息。

个人的浅见,你们有什么要补充说明的嘛?


科学船坞


量子纠缠的速度就是一瞬间。或者说,量子纠缠的速度没有上限,无论纠缠粒子相隔多远,哪怕是无限远,它们也可以在一瞬间同时感应到。一些文章说,量子纠缠有多快,比如是光速的100倍、1000倍、10000倍……其实这些说法都是有问题的。这些“xx倍”,是测量的结果,但这只是测量出它至少是这个速度,不代表它等于这个速度。



(比量子纠缠现象更神奇的是文小刚教授- ̗̀(๑ᵔ⌔ᵔ๑))

好比,我们现在挖一座大山,挖到土方1吨,就说这座大山至少重1吨,挖到土方10吨,就说这座大山至少重10吨,挖到土方100吨,就说这座大山至少重100吨,挖到土方1000吨,就说这座大山至少重1000吨……但是,10吨、100吨、1000吨,都不是这座大山的真实重量。同样,量子纠缠的速度也不是光速的100倍、1000倍、10000倍。

量子纠缠的原理,我们还不知晓。但是我们已经用实验证明了这种现象的存在。不管这种现象有多么的匪夷所思,只要实验可以验证,它就是科学的,而不是神话。麻省理工学院教授文小刚提出,虫洞和量子纠缠其实是一回事。本来,虫洞和量子纠缠是两个不同的概念,但是文小刚给它们建立了彼此的联系。这些目前都是猜测和理论。量子纠缠已经可以用实验证明,而虫洞却没有被发现过,所以无法验证文小刚教授的说法。希望科学家继续探索,解开这个谜团。


怀疑探索者


量子纠缠及其速度

何谓量子纠缠?量子纠缠说的是当几个粒子在彼此相互作用后,各个粒子已综合成为整体性质,因而无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质的现象。

处于纠缠态的量子,如果确定了其中一个量子的状态,另一个无论相距多远,其状态也会瞬间被感应确定。按量子纠缠理论,别说相隔900亿光年,就是9千亿光年、9万亿光年也是瞬间发生感应。实际上说“瞬间”也不精确,因为根据佛教经典,1瞬间等于0.36秒,而两个纠缠量子的感应是不需要时间的。有人说量子纠缠的速度是超光速的,数量级为10倍光速、100倍光速、1000倍光速……,这一点目前没人能证实,因为人类目前连1光天的距离都没到达过(这里包括人类的航天器),连一万年的文明史都没有,又如何得知另一个量子是什么状态?倒是按照分析,既然9万亿光年和9千亿光年、900亿光年一样都是瞬间,说明感应速度是无上限的,何止千倍万倍光速,进而得出感应是不需要时间的,没有时间,哪来的速度?哪来的超光速?

量子纠缠超距“作用”的原因

量子力学的特征是非定域性的(这和其不确定性原理一脉相承),而包括爱因斯坦相对论在内的其他所有理论都是定域性的。所谓的定域性是指物质只能和与之相邻处发生作用,而不可能直接和与之相距遥远处发生作用。定域性原则规定:任何物理效应都不可能以大于光速的速度传递,那些遥远的还没有与我们发生作用的东西对于我们来说可以认为是不存在的。而非定域性就是说物质可能直接和与之相距遥远处发生作用,而不只能和与之相邻处发生作用。量子力学的这个非定域特性就是量子纠缠“超光速”、超距离发生相互感应的原因。量子纠缠是把整个宇宙作为一个全息整体,波函数弥漫整个宇宙,即便没有物体在两个地点往来,即便没有足够的时间在两个地点往来,你在这一个地方做的事情还是会和另一个地方发生的事情有所关联。

当然也由此可知,所谓的感应根本就没有运动,没有运动哪来的违反光速限制?

整个宇宙是量子纠缠的范围

即使量子纠缠是非定域性的,但我们的宇宙是有限的,因此量子纠缠范围不能超出整个宇宙,任何试图探究宇宙“之外”的行为是没有任何意义的。那这个范围有多大?

我们已经知道,可观测宇宙的直径为930亿光年,所谓可观测宇宙就是以我们地球为中心,半径为465亿光年的区域,

但是可观测宇宙的大小并不是整个宇宙的大小,“可观测”这个词并不指现代技术检测来自物体的光或其他信息的能力,它指的是光速本身所产生的物理极限。任何距离我们比光传播的更远的物体都不能被探测到。

那整个宇宙有多大呢?有人根据宇宙暴胀理论,计算整个宇宙是可观测宇宙的250倍,半径为2645亿光年,还有人计算宇宙半径可达11万亿光年,甚至还有人推算整个宇宙是可观测宇宙的3x10^23倍,半径可达300亿亿光年。

整个宇宙到底多大,目前虽无定论,但上面每一个大小都远远大于900亿光年,因此相隔900亿光年的两个纠缠量子完全可以瞬间发生相互感应。

目前量子纠缠的量级

上面只是在理论上的讨论,在现实中量子纠缠的量级目前只有千公里级,我国处于领先水平,2016率先发射“墨子”号量子卫星,实现千公里级星地双向量子纠缠分发。

2017年建成二千公里长的量子通信京沪干线。但这些级别比起900亿光年都有很大的差距,量子研究之路任重而道远。


物原爱牛毛1


按照主流观点宇宙诞生于138.2亿年前的奇点大爆炸,现在的可观测宇宙直径已经达到了930亿光年,按照题目中所说的900亿光年几乎到达了可观测宇宙的两端了。

但是量子纠缠这种量子特有属性理论上来是无视距离的,相隔十米和相隔900亿光年没有本质上区别。因此爱因斯坦才称量子纠缠为“鬼魅般的超距作用”,量子纠缠的速度不能仅仅是超光速,而是千倍万倍的超。但是量子纠缠并不妨碍相对论的光速不可超越,因为量子纠缠并不能传递信息。

因此理论上来说量子纠缠是无视距离的,但是由于这种特性如果受到干扰是会发生退相干的,尤其是面临着宇宙中存在的大量射线、粒子等。实际上很难实现相聚900亿光年的纠缠,况且你发射个量子(一般是光子)到那么远的地方不得等到天荒地老嘛?

我国潘建伟团队借助墨子号量子卫星已经实现了千公里级量子纠缠,量子纠缠光子对从卫星到两个地面站的总距离平均达2000公里!而我国是在这方面是领先的,随着发展以后可以实现的量子纠缠距离就会越来越远!



科学黑洞


纠缠量子对是很不稳定的东西,就算放在实验室想尽办法保存,没过多久就会去相干。如果在环境中传送更加不稳定,几乎瞬间退相干。

看一下IBM的量子计算机指标吧,在超低温环境里,最长退相干时间也只有123.6微秒,按光速计算也只能最远传送37公里。要做出相隔900亿光年的两个纠缠量子简直是痴人说梦,所以根本就没有讨论价值。

文章链接:https://www.toutiao.com/i6665093220222894603/


维度开拓者


答:按照目前量子力学的描述,哪怕相距900亿光年的纠缠量子,也会瞬间发生感应,但是不能利用量子纠缠来传递有效信息。


根据宇宙大爆炸理论的描述,目前可观测宇宙的实际直径为930亿光年(半径465亿光年),自从宇宙大爆炸以来,光在真空中传递的最远距离是465亿光年。

在量子力学中,描述两个处于纠缠态的粒子对,无论相距多远都能发生联系,这种效应是超距作用,纠缠态粒子的波函数塌缩时,会随机得到单一的结果,所以无法利用这种超距作用来传递有效信息。


目前围绕量子纠缠更深层的解释有很多,比如平行宇宙理论、隐变量理论、高维空间理论等等,但是还没有一个能让人信服的诠释,也没有哪个理论能用实验对其进行验证。不过我们坚信,在量子纠缠的背后,肯定还隐藏着更深刻的理论。

对于量子纠缠,我们来看这么一个想法:在三维空间中有一个静止的硬币,在硬币两侧各放置一台摄影机,然后左侧摄影机的画面连接一块显示屏,右侧摄影机的画面连接另一块显示屏;我们再假设显示屏中有一个二维人,他在二维的显示屏内会看到两块硬币。

当硬币转起来时,显示屏中的两块硬币呈现相反的结果,二维人还发现,无论两块显示屏相距多远,只要其中一块硬币发生变化,另外一块硬币也会发生相应的变化,这让二维人非常困惑,明明是两块硬币,为何它们保持着某种超距作用。

或许量子纠缠就是这样,处于纠缠态的粒子对,在更高的维度中,本质上就是一个密不可分的整体,正是这样让它们保持着“超距作用”,只是这种超距作用是相对于我们三维空间而言的。


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