首张量子纠缠图曝光,量子纠缠具体是什么东西?

量子纠缠具体是什么东西?

近日,英国的物理学家第一次拍摄到量子纠缠的照片,让量子这个特别虚拟的东西变得清晰明了起来。虽然量子纠缠在很多领域有着重要的作用,但是一直没有被人们所捕捉。这张图的问世,有有助于人们更加了解量子纠缠,有助于相关产业的发展。

在量子力学中,有几个粒子在相互碰撞之后,这几个粒子各自所拥有的特性已经成为一个整体的性质,没有办法单独描述这几个粒子单个的性质,这种现象就叫做量子纠缠。这种现象只纯粹发生在量子系统里,在我们经常说的经典力学里,找不到类似的现象。

量子纠缠是一个物理学的概念,对我们平常的生活来说有些陌生,但是是对我们的生活有很大的作用的。虽然我们平时看不见摸不着,但量子是实际存在的一个科学的现象,量子纠缠一般应用的都是高科技的领域,一般在计算、通信等方面有很大的作用。尤其是在秘密通信方面量子纠缠有独特的作用,主要体现在防止窃取机密,获取情报等这方面。

其实对于量子纠结来说,我们不需要了解的太多,只知道它对我们生活有帮助就可以了。我们不需要了解量子纠缠是一个什么样的现象,以及量子纠缠产生的原因,这需要物理学家去探索去探究,需要物理学家努力的做这些事情。我们只需要具有一个科学的素养去正确的看待新生事物,让这个世界变得更加美好。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2019-09-24

量子纠缠公式表达

1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森( Einstein Podolsky and Rosen) 等人提出一种波,其量子态:

其中x1 ,x2分别代表了两个粒子的坐标,这样一个量子态的基本特征是在任何表象下,它都不可以写成两个子系统的量子态的直积的形式:

这样的量子态称为纠缠态

以下内容,引自「未来论坛」年会上题为《生命科学认知的极限》的演讲。

一、有三个层面的物质

  1 第一个物质是宏观的,就是我们可以感知到的,直觉可以看到的东西,比如人是一个物质,房子也是一个物质,天安门、故宫都是物质。

  2 第二个层面是微观的,包括眼睛看不到的东西也叫微观,我们可以借助仪器感知到、测量到,从直觉上认为它存在,比如说原子、分子、蛋白,比如说很远的一百亿光年外的星球。

  3 第三个层面,就是超微观的物质。对这一类,我们只能理论推测,用实验验证,但是从来不知道它是什么,包括量子,包括光子。尽管知道粒子可以有自旋和能级、能量,但是我们真的很难通过直觉理解,这就是超微观世界。

  尽管如此,这个世界是超微观世界决定微观世界,微观世界决定宏观世界。我们人是什么?人就是宏观世界里的一个个体,所以本质一定是由微观世界决定,再由超微观世界决定。

  毫不怀疑我就是一个薛定谔方程、一个生命形式、一个能量形式,但不知道怎么解这个方程,不知道思维是怎么产生的,仅此而已。我相信,你也应该相信,我们每个人不仅是一堆原子,而是一堆粒子构成的。

  所以,我们真的就是一堆由粒子构成的原子,如此之简单。我们有多少原子?大约有6×10^27个原子,形成大约60种不同的元素,但真正的比较多的元素,不过区区11种。

  原子通过共价键形成分子,分子聚在一起形成分子聚集体,然后形成小的细胞器、细胞、组织、器官,最后形成一个整体。但是你会觉得,不管你怎么做研究,都无法解释人的意识,这超越了我们能说出和能感知的层面。我认为要解释意识,一定得超出前两个层次,到量子力学层面去考察。我自己认为是这样的。

二、量子纠缠是可以进化的现象?

  班门弄斧讲一讲量子纠缠。1935年,当爱因斯坦(Einstein)和波多尔斯基(Podolsky)以及罗森(Rosen)一起,写出了著名的EPR佯谬之后,提出了量子纠缠

  实际上「量子纠缠」这个词并不是爱因斯坦提出来的,而是薛定谔提出来的,当时看来是很不可思议的。

  量子纠缠的意思是说,两个纠缠的量子不管相距多远,它们都不是独立事件

  当对一个量子进行测量的时候,另外一个相距很远的量子居然也可以被人知道它的状态,可以被关联地测量,很不可思议。但这样一个简单的现象既然存在于客观世界,相信它会无处不在,包括存在于我们的人体里。是不是这样呢?当然是这样。

  量子纠缠怎么样影响我们的生命,其实我们不知道,为什么?

  因为这不是我们可以用直觉去感受的。

  很多科学家找了很长时间,发现神经细胞里面的微管可以形成量子纠缠,但是微管的时间尺度是10^(-20)秒到10^(-13)秒,远远小于人的记忆和意识的形成时间。但是他通过理论的实践,以模拟的方式找到了,他正在进行实验验证。


图片描述

  比如把磷和钙放在一起,也就是磷酸钙,当磷酸钙以波斯纳分子集群(Posner molecule or cluster)形式存在的时候,它的量子纠缠时间可以长达105秒!

  能把这样一个极其脆弱的,对声、光、电、热都极其敏感的量子纠缠现象的持续时间提高15个数量级,如果再提高5个数量级,就达到年的水平,以年为单位来保存量子纠缠现象。

  依此类推,有一天我们人类会发现量子纠缠也是一个可以进化的现象,它可以保存一百年、一千年、一万年。

  也就是说,量子纠缠,它在远古的时候就存在了,在进化过程中被保存了下来。

  我要问你们四个问题:

  1 第一个问题,你们相信有第六感官吗?很多人会说不相信。

  2 第二个问题,有没有可能,两个人会以未知的方式进行交流?你会说也许,不会像第一个问题那样肯定地说不信。

  3 第三个问题,量子纠缠是否存在于人类的认知世界里面?存在于大脑里?我相信听了我的讲座,你会觉得很有可能。

  4 第四个问题,量子纠缠是不是适用于地球上的物质呢?你一定会说一定适用,因为我们已经证明了。

  但其实简单讲,这四个问题是完全一样的问题,倒推回去就说明一定有第六感官,只是我们无法感受,所以叫「第六感官」。

  那么我们人究竟是什么?我们只不过是由一个细胞走过来的,就是受精卵,所有受精卵在35亿年以前,都来自于同一个细胞,同一团物质,一个处于复杂的量子纠缠的体系,就这么简单。

  其实我不知道这里面是什么,但是我相信它。我每呼吸一次会摄入10^22次方的氧原子进入我的身体,进入共价结构。这一口呼吸至少有10^4次方以上的氧原子,被处在世界上一个很遥远角落里的,我没有见过的人呼吸过至少一次,这在一个月内就会做到,人一辈子一直在这么做。而两个人在一个房间里的时候,一天可以有63克的氧气在彼此的肺当中交换。

  科学发展到今天,我们看世界完全像盲人摸象一样,我们看到的世界是有形的,我们自己认为它是客观的世界。

  其实我们已知的物质的质量在宇宙中只占4%,其余96%的物质的存在形式是我们根本不知道的,我们叫它暗物质和暗能量。

  那么盲人摸象般地认识世界是科学吗?一定是科学。

  每个人摸的都是真实存在,而且都是客观存在的,都是看得见摸得着的,我们现在也是如此。只是我们不知道摸的是象的后背,还是尾巴,还是耳朵。

  我认为人类的认知极限就在于,我们是一堆原子,我们处在宏观世界,但我们希望隔着两个世界去看超微观世界。那是一个最美好的、极其美妙的世界。

三、世界还有多少我们不知道的东西

  随着量子卫星上天,有关量子的事科普一下: 当代科技最前沿发现了什么?竟然颠覆人类世界观!

  我们的世界,因为几个最新的科学,全乱了!

  搅乱了世界的3项科学成果:

  1. 暗物质

  1.1 怎么发现有暗物质?

  我们原来认识的宇宙的形态,是星球与星球之间通过万有引力相互吸引,你绕我转,我绕他转,星球们忙乱而有序。

  但后来,科学家通过计算星球与星球之间的引力发现,星球自身的这点引力,远远不够维持一个个完整的星系。如果星系、星球间仅仅只有现有质量的万有引力支持的话,宇宙应是一盘散沙。

  宇宙之所以能维持现有秩序,只能是因为还有其他物质。而这种物质,目前为止,我们都没有看到并找到,所以,称之暗物质。

  1.2 暗物质有多少?

  科学家通过计算,要保持现在宇宙的运行秩序,暗物质的质量,必须5倍于我们现在看到的物质。

  1.3 有没有观测到暗物质?

  现在没有真正的测到暗物质。只是能发现光线在经过某处时发生偏转,而该区域没有我们能看到的物质,也没有黑洞。

  1.4 黑洞是不是暗物质?

  不是。黑洞只是光出不来,它发出其他射线,它仍然是常规物质。

  2. 暗能量

  2.1 怎么发现有暗能量?

  科学家观测发现,我们现在的宇宙,不仅在不断膨胀,而且在加速膨胀。如果匀速膨胀,还可以理解。但加速膨胀,就需要有新的能量的加入。这能量是啥?科学家也搞不清,取名叫暗能量。

  2.2 暗能量有多少?

  科学家通过计算,通过质能转换方程E=MC2计算,要维持当前宇宙的这种膨胀速度,暗能量应该是现有物质和暗物质总和的一倍还要多。

  2.3 有没有找到暗能量?

  目前为止,还没有。


  3. 量子纠缠

  现代科学发现,对物质的研究,在进入分子、原子、量子等微观级别后,意外非常大。出现了超导体、纳米级、石墨烯等革命性的材料,出现从分子水平治愈癌症的奇迹。而最神奇的是 —— 量子纠缠。

  3.1 什么是量子纠缠?

  科学实验发现,二个没有任何关系的量子,会在不同位置出现完全相关的相同表现。如相隔很远(不是量子级的远,是公里、光年甚至更远)的二个量子,之间并没有任何常规联系,一个出现状态变化,另一个几乎在相同的时间出现相同的状态变化,而且不是巧合

  3.2 有没有观测到量子纠缠?

  量子纠缠是经理论提出,实验验证了的。科学家已经实现了6-8个离子的纠缠态。我国科学家实现了13公里级的量子纠缠态的拆分、发送。

  4、搅乱了的世界

  4.1 搅乱了的哲学世界

  原来认为世界是物质的,没有神,没有特异功能,意识是和物质相对立的另一种存在。

  现在发现,我们认知的物质,仅仅是这个宇宙的5%。没有任何联系的二个量子,可以如神一般的发生纠缠。把意识放到分子,量子态去分析,意识其实也是一种物质

  既然宇宙中还有95%的我们不知道的物质,那灵魂、鬼都可以存在;

  既然量子能纠缠,那第六感、特异功能也可以存在;

  同时,谁能保证在这些未知的物质中,有一些物质或生灵,它能通过量子纠缠,完全彻底地影响我们的各个状态?

  于是,神也可以存在

  4.2 坍塌了的物理世界

  我们现在所有的物理学理论,都以光速不可超越为基础。而据测定,量子纠缠的传导速度,至少4倍于光速。

  3.4 崩溃的内心世界

  科技发展到今天,我们看到的世界,仅仅是整个世界的5%。这和1000年前人类不知道有空气,不知道有电场、磁场,不认识元素,以为天圆地方相比,我们的未知世界还要多得多,多到难以想象。

  世界如此未知,人类如此愚昧,我们还有什么物事必须难以释怀?

  让我们致敬那些探索未知的人。

第2个回答  2019-08-03
量子力学里面的超距效应,只是在三维时空的我们,才会觉得是超距效应,和相对论不符合。量子本身是微观到极致的,可以在三维时空的我们感受不到的折叠时空发生作用。在我们观测得到的三维时空,银河系两端的粒子相互纠缠,这种影响是超光速的同时进行的。我表示,并不是同时进行的!在折叠的时空,可以瞬间传递动量也是需要时间的。即使测不准原理在三维时空是合理存在,在更微观的时空的角度去看,我们无法测出折叠空间的粒子的距离和动量,还是因为受到三维时空的制约。

简单的说,量子纠缠就是,我们在三维时空对粒子的作用,让那组粒子在超越三维时空的时空区域产生了连接。在我们观测的角度,他们的交互影响超光速,同时在其他时空维度,那对量子是靠的很近,甚至本来就在一起。
第3个回答  2019-07-17
量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质,则称这现象为量子缠结或量子纠缠本回答被网友采纳
第4个回答  2019-12-10
量子纠缠就是:两个量子分开.不管它两分开有多远,一个量子发生变化,另一个量子也会立刻发生变化,这两个量子态没有任何联系却可以同时传播互相影响,
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