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量子物理或可“操縱”過去事件

發(fā)布時間:2012-04-26 作者: 來源: 瀏覽:313624

      據(jù)物理學家組織網(wǎng)4月24日(北京時間)報道,維也納大學量子光學和量子信息學院以及維也納量子科學與技術(shù)中心的研究人員首次在實驗中證明,有關(guān)兩個粒子是否處于糾纏或分離的量子狀態(tài),或可由這些粒子被測量后和不再存在時來決定,從而實現(xiàn)對過去事件的模擬、操縱。相關(guān)研究結(jié)果將發(fā)表在最新一期的《自然?物理學》雜志上。

      作為奧地利理論物理學家和量子力學的奠基人之一,埃爾溫?薛定諤曾表示糾纏是量子力學的特殊性質(zhì),其也是新興的量子密碼學和量子計算等量子信息技術(shù)的關(guān)鍵資源。

      糾纏的粒子所表現(xiàn)出的相關(guān)性,比經(jīng)典物理學定律所允許的更強大也更復雜。如果兩個粒子處于糾纏的量子態(tài),它們就能完全地定義共同屬性,并以損失自己的個體特性為代價。這就像兩個原本沒有方向的骰子,在處于糾纏態(tài)時,它們將隨機顯示出同樣的朝向;相反,如果它們處于分離的量子態(tài)時,其中每一個都將顯示出自己明確的朝向,因為每個粒子都有自己的特性。通常,我們會認為無論骰子是否糾纏,量子態(tài)的性質(zhì)至少應是現(xiàn)實的客觀事實,物理學家安東?塞林格教授所帶領(lǐng)的研究團隊現(xiàn)在卻可在實驗中證明,情況并非一直如此。

      他們實現(xiàn)了名為“延遲選擇糾纏交換”的“思想實驗”,這項實驗由亞瑟?佩雷斯于2000年提出。在實驗中,兩對糾纏的光子可被生成,每對中的一個光子將被發(fā)送至“維克多”一方。剩下的兩個光子,一個被發(fā)送至“愛麗絲”處,一個被發(fā)送至“鮑勃”處?!熬S克多”現(xiàn)在能在兩種測量中選擇,如果他決定以被迫的糾纏態(tài)方式測量自己的兩個光子,隨后“愛麗絲”和“鮑勃”的光子對也將變?yōu)榧m纏態(tài);如果“維克多”選擇單獨測量自己的每一個粒子,“愛麗絲”和“鮑勃”的光子對也將以分離態(tài)收尾。

      而現(xiàn)在的量子光學技術(shù)能支持研究團隊推遲“維克多”的選擇和測量,并以“愛麗絲”和“鮑勃”對于自身光子的行為作為參考。此次研究的主要作者馬曉松(音譯)解釋說,借助高速的可調(diào)諧雙態(tài)分析器和量子隨機數(shù)生成器,無論“愛麗絲”和“鮑勃”的光子是否處于糾纏態(tài)并顯示出量子關(guān)聯(lián),或是處于分離態(tài)并顯示出傳統(tǒng)關(guān)聯(lián),都可以在它們被測量后再做出決定。

      根據(jù)愛因斯坦的名言,量子糾纏效應將呈現(xiàn)出“鬼魅似的遠距作用”。而這一實驗又向前邁進了一步,依照傳統(tǒng)的觀念,量子力學甚至可模擬對過去事件的未來影響,實現(xiàn)量子對于過去的“操縱”。

    總編輯圈點:

      和我們熟悉的宏觀世界相比,無論是那只著名的薛定諤貓,還是兩個相距遙遠卻存在“心靈感應”的粒子,量子世界的種種現(xiàn)象(假設(shè))總是容易顛覆一些人們既定的認識。本文的研究看似很復雜,但說不定反而更容易讓人理解??特別是對于那些福爾摩斯和波洛的擁躉,以及穿越劇的粉絲們。不過,相較而言,量子糾纏對過去事件的再現(xiàn)應該更加類似于神探對犯罪現(xiàn)場的精準還原,而遠沒有穿越劇的編劇、導演肆意派一位現(xiàn)代人改變歷史那般厲害。

 

 

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