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能否通俗地解释一下 什么是量子纠缠? |

时间:2020-08-31 16:54:47

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能否通俗地解释一下 什么是量子纠缠? |

【Ivony的回答(33票)】:

三国时期,某年,曹操令司马懿、张辽挂帅兵分两路于汉中和荆州伐蜀,诸葛亮出汉中,刘备出荆州拒敌,诸葛亮到达汉中,远远见敌方大将乃是张辽,心中暗道不好,主公怎的遇上了司马懿?

好吧这是个瞎编的事情,简单说量子纠缠就是这么一回事儿。

诸葛亮为什么见到了张辽就知道刘备遇到的是司马懿?因为出兵的只有张辽和司马懿,如果诸葛亮遇到了司马懿,那么刘备就会遇到张辽,如果诸葛亮遇到了张辽,刘备就会遇到司马懿。

这就是诸葛亮和刘备虽然远隔千里,却也能第一时间知道刘备遇到的是谁。

那么,诸葛亮能不能依靠这种现象远隔千里给刘备送信呢?

当然不能,除非他们俩都带了手机。

【陳浩的回答(9票)】:

谢邀。

知道张量积的同学请直接维基,典型例子就是 |01>+|10> 啦。

/wiki/Quantum_entanglement

不知道上面在讲什么的,读下面的文字,不用看符号:

薛同学有两只猫,分别在两个有毒药的箱子里。

打开任一箱子前,两只猫都是一半可能活着,一半可能死了。( |0>+|1>) X ( |0>+|1>) / 2

于是开箱前有四种可能:活活,死活,活死,死死。( |00>+|01>+|10>+|11>) / 2

打开一个箱子后,不管里面的猫是死是活,另一只猫仍是半死半活。( |10>+|11>) / sqrt(2)

也就是说,两只猫的死活互不影响的,完全可以分开討論。

如果两个箱子里的放毒装置是通过某种电磁波联动的。

如果一只猫中毒,就立即解除了另一只猫的危险。

另外需要假设俩猫有仇,有你没我,都想要对方死。(谢@Shawn 指出)

现在,打开箱子前,有两种可能:活死,死活。( |01>+|10>) / sqrt(2)

打开其中一个箱子,如果里面是活猫,另一只一定死了,反之亦然。|10>

也就是说,两只猫的命运是纠缠在一起的,无法分开討論。

注意:

我以上所说的是比喻,是修辞,不是科普,不是科学结论。

请不要由这个比喻,脑补什么超光速量子传输的技术。

量子传输是不能超光速传递信息的。

/question/19600362

/wiki/Quantum_teleportation

【陈子宏的回答(1票)】:

来说说我的观点。

首先说一下纠缠的定义。

量子纠缠在数学上和量子力学上如果光从唯象的角度来描述是比较容易理解的,对于最简单的EPR态,即 ( |01>+|10>) / sqrt(2),似乎(注意这里的用词)可以理解成两个粒子据有幽灵般的诡异关联,如果一个粒子被探测到处于|1>,那么另一个粒子就瞬间立刻地成为|0>态。从数学上分析,对于两个物体,只要它们的量子态不能写成直积的形式,就是说不能表达成互相独立的形式(比如[|1>+|0>]*[|2>+|3>]这就是各自独立的形式,展开有4项,而纠缠只有2项),那么它们就存在着纠缠。

然后再说一下我关于纠缠的看法和目前纠缠研究的进展。

这里讨论的可能有点深。我觉得,如果一个客观的物体是完全独立于其他物体的,那么我们就完全可以仅仅通过该物体而获得其所有的信息。因此,判断一个客观地东西是否是独立的,不能因为粒子数的原因把它们拆开来。比如上面提到的纠缠的两个物体"似乎"存在着瞬间性(严格来说是超定域性)的关联,其实你去计算它们的冯诺依曼熵的时候,对两个粒子来说为0,但就任一个粒子来说,他们都为最大值1(仅讨论处于最大纠缠的情况),这表明所有关于态的信息都蕴含在它们的相互关联之中(张永德,量子信息物理原理),也正如波尔所指出的:这时候必须把两个粒子当做一个客观地独立物体来看待,这样物理图像就不是两个粒子之间的诡异关联,就是一个客观的物体。当然从物理意义上还有不同的理解,比如隐变量说等。其实量子力学最大的特征就是物理原理以上的东西无比成熟,整个体系框架都十分完善,但如果涉及到物理意义来说,很多近乎哲学的讨论和物理图像的讨论至今仍然没有一个让物理界都完全信服的观点,这也是费曼所说的:至今没人能懂量子力学(当然,如果只是肤浅的把量子力学原理以上部分当作它的全部,你可以自认为理解了),也正如玻尔所说的:对于量子力学初学者而言,如果你不感到困惑那你就没学好它(量子力学中的数学对很多人来说不是什么问题,但如果只把唯像的理解当做完全的理论,说明你根本就没深入去理解它背后的难以理解的物理实质)。

近年来发现量子纠缠可以容纳到一个更大的框架中,就是量子关联,它包括量子纠缠和量子discord(量子失谐),discord的产生是人们把经典信息论中的定义放到量子信息论中发现他们有不一致的地方(失谐),很奇妙的是即使两个物体如果没有纠缠,也会有量子discord,原因还在讨论中。

【pansz的回答(1票)】:

推荐一个游戏: chromatron。这个游戏从第一版本第26关到50关全是关于量子纠缠的。玩过的都有感受。

【胡心淳的回答(1票)】:

蓝幕理论(来自《精神病人的世界》)

就像是一条蛇,除了蛇头和蛇尾,其他中间部分都涂成蓝色,然后把蛇放到一块同样蓝色的板上,再用摄像机拍下来,放出来会看到什么?只会看到蛇头蛇尾在动看不到蛇的身体。

蛇头蛇尾之间,有涂成蓝色的身体联系着,只是在拍摄后的画面上看不到罢了。看不到却不代表不存在。两个看似无关联的粒子,只是一部分。湖乡关联的部分,我们目前的仪器监测不到。

原文地址:知乎

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