量子纠缠到底是什么?为什么能超光速至少1万倍?这篇文章会详细地为小朋友们讲清楚其中涉及的知识点。
从量子理论的基础现象,到量子纠缠的原理,再到量子纠缠的验证,最后再到量子纠缠的物理本质。
文章比较长,希望你能耐心看完,这会帮助你建立起对量子纠缠的全面认识。
要彻底搞清楚量子纠缠,还是得先从量子力学的基础寻找答案。
了解过量子力学的人肯定都听过波粒二象性和叠加态这两个词。
波粒二象性就是说,比原子还小的那些粒子,同时具有两种状态,这些粒子不仅像粒子,也像波。
粒子的波动性和粒子性会叠加在一起,也就是叠加态。
但是叠加态不单单指的是波粒二象性,还有自旋,偏振,位置,动量等其他物理性质的叠加态。
总之一句话,你只要不测量这个粒子,人家就一直处于各种叠加态中。
如果听懂这些,那量子纠缠就很容易理解。现在我们知道:每个单独的粒子都具有叠加态。
那你再想,如果两个粒子通过某种方式组合在一起,那这两个粒子的叠加态 是彼此独立的,还是相互缠绕的?
答案是相互缠绕的。
那如果一个单独的粒子衰变成两个更小的粒子,那这时候这两个粒子的叠加态是彼此独立的,还是相互缠绕的?
答案依旧是相互缠绕的。
两个粒子如果一开始具有某种共同的关系,那么即便两个粒子分开,其叠加态也是缠绕在一起的。而量子纠缠正是这种叠加态相互缠绕的体现。
比如,一个具有0自旋的粒子突然衰变了,变成了两个粒子,那么这两个粒子由于都是由同一个粒子衰变而来的,所以在初始状态就建立起联系了。
未来,不管这两个粒子距离有多远,这种联系会一直存在,具体表现就是叠加态的相互缠绕。这时候,这两个粒子就是彼此的纠缠粒子。
纠缠粒子之间的叠加态会超越空间和时间进行相互作用。