技术:量子纠缠真的很怪异吗？

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资料来源:中国科学院物理所

很多人认为量子力学很奇怪。 正如尼尔斯·玻尔( niels bohr )所说，“如果你不惊讶量子力学，你就真的不理解它。 ”。

量子力学预言的最困惑的现象之一是量子纠缠，爱因斯坦称之为“幽灵般的超距离作用”。 他认为可以不在更完善的理论中出现它，但1964年约翰·贝尔( john bell )指出，如果量子力学的预言是真的，一定会在一定合理的假设下产生幽灵般的超距离作用。 物理学家们试图消除贝尔说的实验的脆弱性。 这些脆弱性迫使顽固派拒绝存在幽灵般的超距离作用。

本文给出了贝尔定理在量子行业中的特异之处。 使用我们日常生活中熟悉的物体和现象，用直观的方法对量子物理中的粒子进行分类，在我看来，可以消除这样的特异性，或者至少看起来不那么奇怪。

首先，让我回顾贝尔定理，介绍一下面临的课题。

假设有两个学生，a和b。 两个人正好相反，正在上量子力学课。

上课前37天(第37天)，我必须参加由100个回答真伪的问题组成的电脑测试。 对于每个问题，a回答为真，b回答为假，反之亦然——他们的回答完全相反。

上课开始时(第0天)，两个人再次参加了同样的考试。 但是他们的回答和第一次完全不同。

37天后(第37天)，他们第三次参加了同样的测试。 同样，他们的答案略有不同，但在所有测试中他们的答案总是正好相反。

你和朋友坐在不同的电脑终端上比较测试结果。 学生a做的试题可以随时显示在电脑画面上，但朋友的电脑上只能显示学生b做的试题。

首先，你们俩拿出学生做的主题，比较他们同一天测试的结果。 例如，比较a和b的第-37天测试。 正如预料的那样，那些完全相反。 然后，将a的第0天测试与b的第-37天测试进行比较，在本例中有10个答案相同。 同样，在b的第0天测试中，有10个回答与a的第37天测试一致。 最后，比较b的-37天测试和a的37天测试。 发生了不可思议的事情……

问题1 :在这两个测试中，你想要的一致答案的最小数量和最大数量是多少？

问题2 :如果发现36的答案一致，你怎么解释这个结果？

q3 :场景中出现的所有数字(–37，0，+ 37，10，36 )来自哪里？ (不明白的话，请继续阅读并得到提示。 )中被调用，将出现故障

那么，这一切和贝尔定理有什么关系？ 引用沃尔乔佛( wolchover )的话:

…两个粒子相互作用时，它们会相互缠绕，因此不能单独考虑其概率。 因为每个都成为了更多复杂整体的一部分，所以必须考虑整体的波函数。 这个函数告诉我们两个纠缠光子在相互垂直的方向上偏振，两个光子以一定的概率处于a垂直偏振、b水平偏振的状态。 反之亦然。 这两个光子可以离开几光年，但还连接在一起。 测量光子a的是垂直偏振光，光子b瞬间变成水平偏振光。 即使b的状态没有在测量前的瞬间指定，信号也不会在它们之间传递。 这是爱因斯坦在反对20世纪30年代和40年代量子力学完整性的讨论中提到的“奇怪行为”。

1964年，北爱尔兰物理学家约翰·贝尔( john bell )找到了验证这个看起来矛盾的概念的方法。 他指出，即使在粒子无人观测的情况下，如果有明确的状态(被称为“实论”的概念)，如果信号没有比光更早地传递(“定位性”)，则两个粒子之间观测到相关性是有上限的。 但是，根据实验的主张，纠缠粒子的相关性比贝尔提到的上限大，这些结果有利于过激的量子世界观而不是局部的真实论。

这些实验直接反映了我们面临的课题。 a和b同一天的测试是极化方向不同的光子，你和你的朋友是实验者。 测试的日期以度为单位表示每个偏振片的立场。 当偏振片处于相同立场(同一天的测试)时，光子偏振方向与学生测试的结果一样100%反相关。 因为两种情况是同体的，所以我们应该可以用学生测试之间的关联性来说明光子之间的关联性，对于同样立场(天)的结果应该是一样的。

在这里，完成的测试有确定的回答，评分时不应该有相互干扰，考官有可以任意选择a的测试结果和b的测试结果的假设。 对于不同立场的偏振片，量子力学理论和实验表明，两个光子之间的关联式为1–cos2(θ/2)。 其中，θ是两个偏振片之间的立场。 这个简单的相关函数看起来无法通过上述假设得到:采取特定的立场来计算相关性( a和b的规定天数内的测试之间的相关性)，用它来计算将立场扩大两倍时的相关性的最大值( a和b的两倍时间外的测试之间的相关性) 也

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测量测量量化量化量化量化量化量化，量化，然后，全部，全部，，然后，明确。 。 只是只是固体固体，如图所示延伸？ 。 就像骂下一次这里的骂人骂人的骂人一样。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 特别是桃子这个，

这两个测量为什么是在几光年外进行的？ 两端的结果之间没有很大的差别吧？ 当气球说一瞬间解开纠结时，我的意思是这个过程一瞬间完成——上述反弹的速度比光速快！ 但是，在这个模型中，粒子的无限扩散和超光速不是最重要的问题:这些性质没有直接体现在量子力学的数学中。 量子力学规定粒子具有有限的概率宽度，波函数的衰变不能传递消息。 因此，这种可视化方法隐藏了量子力学的奇怪之处，不违反量子力学法则(但这只是一种可视化方案，并不意味着事实就是这样)。 。

现在，用这种气泡和弹性气球可视化量子物体的想法只是感兴趣的启发式练习。 我们能用它建立看起来那么奇怪的理论吗？ 让我擦擦眼睛。