为什么会产生量子纠缠的现象

2024-05-18 09:24

1. 为什么会产生量子纠缠的现象

量子纠缠是一种什么现象,为何两个粒子无论相隔多远,都会有感应

为什么会产生量子纠缠的现象

2. 大家都知道量子纠缠,可为什么会纠缠,是什么原理

测不准原理跟波粒二相性(可以相互推导)以及量子纠缠的哲学意义是等价的,不是观测的扰动问题。是因为我们所有的中学物理,基础假定中的质点(有自性的点)和刚体的概念是理想化和不存在的。

唯物主义基于现代物理对物质的定义中物质是(离不开)运动的,潜在含有同一时刻(时间是相对假象),物质是在此又在彼(空间是相对假象)的。跟佛教中的物质定义非常接近(印顺《中观论颂讲记》)区别在于佛教中的物质是无自性(虚幻的现象存在)的,是刹那(时间相对)流及他性的。

所以本质法无我,无自性。就是无常,刹那迁异。所有的事物即真(概率波)空,即俗(粒子)假。因为概率波的不可思维观察思议真空,那么存在也是遍法界存在的(只不过概率小而已,《华严经》讲一尘出生法界遍),

只要没有观察思维(言语道断,心行处灭),它就是自在真如状态的,是不知而知的。所以万物这种状态是 一体同源 不二(处于量子纠缠 互相待立,《华严经探玄记》 称作 12 缘起生灭缚观,互相缚住仿佛存在的假象。彼此以对方存在为前提的虚假存在)的,可以超距作用。

因为猫的生死也跟 时间-空间-物质微粒(根据 Minkovsky 对相对论的推论,一切本质(概率波存在)都在光速运动,时空物质相互依立) 一样是一种虚妄的假象。我们每个人其实都是时时刻刻刹那新陈代谢,生生死死的。所以死也是一种假象,因为死后不是断灭的什么都没有,一刹那在法界另外的时处马上有新的如幻生起。

一旦即入无我无观察思维的不二状态,一切都是一个的 他维(分身)展现。所以可以一毛端见尘沙国土。也可以度百千劫(世界成坏周期)犹如弹指(毫秒)。

3. 量子为什么会纠缠,本质原因是什么?

是关于量子力学理论最著名的预测。它描述了两个粒子互相纠缠,即使相距遥远距离,一个粒子的行为将会影响另一个的状态。当其中一颗被操作(例如量子测量)而状态发生变化,另一颗也会即刻发生相应的状态变化。
量子纠缠的本质就是量子的关联性。


那量子为什么会纠缠,其本质又是什么呢?
要想了解这一点,还是得提一下相对论,大家都知道当代物理学有两大基础 - 相对论和量子力学。在提出到现在这两个理论经受了很多严格的实验,其正确性是毫无疑问的。
而目前两个理论在根本架构上的冲突之处是:量子场论是建构在广义相对论的平坦时空下基本力的粒子场上。如果要透过这种相同模式来对引力场进行量子化,则主要问题是在广义相对论的弯曲时空架构,无法一如以往透过重整化的数学技巧来达成量子化描述,没办法用数学技巧得到有意义的有限值。
相对地,例如量子电动力学中对于光子的描述,虽然仍会出现一些无限大值,但为数较少可以透过重整化方法可以将之消除,而得到实验上可量到的、具有意义的有限值。


所以说广义相对论的修改方向是这两点:
1、引力的成因不是时空弯曲的。广义相对论的时空背景是弯曲的时空,但不是引力的成因。
2、引力的本源是时空。且描述引力量子化的时候一定要用“微分”思维来化解时空弯曲的尴尬。但引力不是时空弯曲造成的。引力可以说是一种时空性质。它反过来又会影响时空构建。且引力的作用是以光速传递的。
那么量子纠缠所引发的“超光速”的讨论是否对相对论理论构成了挑战呢?答案又是否定的!
别忘了量子力学的两大支柱互补原理【波和粒子在同一时刻是互斥的,但它们在更高层次上统一。】和不确定性原理【不确定性原理表明,粒子的位置与动量不可同时被确定】。
所以在量子力学中微观粒子并不是界限分明的,而是一种行动诡异的“概率云”。这些粒子不会只存在一个位置上,也不会只从一个路线到达另一个位置。我们一般用波函数来描述这些粒子的行为和特征。而两个有共同来源的微观粒子之间,只要有一个粒子发生变化,另一个就会发生变化。这种变化是立刻发生的,这就是量子纠缠。


大家有没有注意到,量子纠缠发生的机制是有限制的。并不是说随便两个粒子相距N千米距离远,都能发生量子纠缠。比如说地球上一个粒子不可能和100光年以外的一个粒子发生量子纠缠。
两个或两个以上的粒子发生量子纠缠必须在一个系统中,而且粒子是有共同来源的。
〈双光子系统〉比如:同一激光器产生光子场进行双偏分光,由于本身由同一激光器产生属`相干态'',那这二个分光产生的光子系统属〈相干纠缠态〉然后我们测量一个光子态某物理参量,会发现另一光子对应该物理参量也会同时改变,那么我们说对该〈双光子相干系统〉对该物理参量而言是一种量子纠缠态!
量子纠缠说明在两个或两个以上的稳定粒子间,会有强的量子关联。例如在双光子纠缠态中,向左(或向右)运动的光子既非左旋,也非右旋,既无所谓的x偏振,也无所谓的y偏振,实际上无论自旋或其投影,在测量之前并不存在。在未测之时,二粒子态本来是不可分割的。
那这样量子纠缠态产生原因就不难理解了,其实我们只要认为该双光子系统在分光前后是一个整体,那量子纠缠效应就很好理解了但实际上是这样吗?有人会说光子空间分离为二部分,怎么可能还是一个整体?关键点在于〈量子纠缠态〉的先决条件,双光子系统是一种相关联态,在没有解除相关联态前,它就是一个整体!


量子力学是非定域的理论,这一点已被贝尔不等式【任何定域隐变量理论不可能重复量子力学的全部统计预言。】的实验结果所证实,因此,量子力学展现出许多反直观的效应。量子力学中不能表示成直积形式的态称为纠缠态。
纠缠态之间的关联不能被经典地解释。所谓量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间存在非定域、非经典的强关联。量子纠缠涉及实在性、定域性、隐变量以及测量理论等量子力学的基本问题,并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用。
多体系的量子态的最普遍形式是纠缠态,而能表示成直积形式的非纠缠态只是一种很特殊的量子态。历史上,纠缠态的概念最早出现在1935年薛定谔关于“猫态”的论文中。
其实从量子纠缠本身的系统就可以看出它与互补原理和不确定性原理有紧密关系。不确定性原理体现了“联系”,即位置和动量的联系。互补的原理体现了“矛盾与统一。”两者结合的必然结果就是“纠缠”。”而且贝尔不等式是永久成立了,不可出现爱氏思考的那样。即通过隐变量理论可以完整解释物理系统所有可观测量的演化行为,从而避免掉任何不确信性或随机性。


而且干涉量子纠缠的时候,量子纠缠态会立即消除,也就是这种关联态函数的描述现象终止。
这也是说明了,量子纠缠的“局域”性。它不会像引力那样,具有“广域”性。但整个量子力学的非定域,其实也是一种“广域”,在这种“光域”下量子纠缠遵从一定的法则存在。
再通俗一点举例解释可以这样理解,两个或两个以上的粒子的量子纠缠态是一体的东西,在一个波函数描述之下,和距离无关。就好像是两个人坐一个跷跷板玩。A和B坐在上面的时候,就有了联系。A下去,B必然上来;相反B下去,A立刻上来。但我们不能说这种联系是超距的,也就是A和B之间的变化是超光速完成的。要知道这和A和B直接的距离“无关”,与他们之间的联系态有关。

量子为什么会纠缠,本质原因是什么?

4. 量子会相互纠缠,那么本质原因有哪些?

量子纠缠也就是量子系统中的一种现象,从理论上面来说是特别复杂的,有些人还是比较好奇,量子之所以会相互纠缠,那么本质原因是什么呢?一起来看一下。

一、量子会相互纠缠那么本质原因有哪些?
其实量子纠缠也就是量子力学所预言的一种比较特殊的现象,这种特殊现象也就是多个微观粒子的量子态,存在的一种相关联性,这种相关联性在不确定性原理之下就会表现出一种超距离的作用,之所以量子会相互纠缠,是因为守恒,无论是动量守恒还是角动量守恒,或者是各自守恒。

二、什么是量子纠缠呢?
1、其实量子纠缠也就是量子学里面描述我例子比较特性的一种概念吧,也就是说当几个例子在相互作用之后,原来各自的一些特性就会消失,那么在综合之后就成为一个整体的性质,即便是将这些粒子分开到比较远的距离,但是他们的性质依然是存在的。
2、比如说a和B是一对一直纠缠这个粒子,但是他们纠缠的状态一个是左旋,而另外一个是右旋,如果把他们分开在很遥远的不同的两个地方,那么只要测量a粒子的时候,在运动发生一些改变之后会成为右旋,但是在另外一方,B粒子一定也会变成左旋,那么在测量B粒子的时候,而a粒子也是同样的发生了一些变化。其实我国早在2016年发射的墨子号量子科学实验卫星中,就已经证实了这种属于纠缠状态的两个光子把它们分开1200km距离之后,这两个光子依然是保持着这种性质,所以量子纠缠这种诡异的特性让很多人产生了许多的猜测,有些人会认为最微小的粒子都有意识,所以才会有这种超距地作用。

5. 量子会相互纠缠,那么它的本质原因是什么?

量子既然是不连续的“最小单元”,那么它就应该是处在物质与能量的临界点上。根据其所处的自然状态不同,时而呈现物质特征,时而有呈现能量特征。所以,量子纠缠就是一对量子通过能量的束缚或者叫沟通而进行的物质或信息联系。因此,量子纠缠的本质就是物质与能量之间的相互制约或者叫牵制。
究竟什么是量子纠缠
那些普朗克常数能发挥明显作用的现象叫做量子现象,这些具有量子现象的微观粒子都可以看作是量子。所以量子不是某种粒子的称呼,而是具有量子现象的微观粒子的统称。其次我们需要明白,微观粒子具有波粒二象性。这个性质毫无疑问已经被大量的实验观测所证实。微观粒子跟我们宏观经验世界的物质不同,它们既是物质又是波,不是我们看到过的任何东西。全同粒子。这是量子力学里面对同一类粒子的定义,比如所有的电子是全同粒子;所有的中子是全同粒子;所有的子是全同粒子。
什么是量子化
“量子化”指其物理量的数值会是一些特定的数值,而不是任意值或连续值。所以,现在有关量子的研究都是在利用形象思维,从现实入手进行研究。现在各国的研究都还处在现象统计、归纳、总结阶段,要想真正揭露量子的本质还有一个相当长的过程。因此,要真正揭露量子纠缠的原因、以及量子纠缠的本质,就需要更长的时间才能实现。
量子为什么会纠缠
量子纠缠是量子世界一种令人惊奇的现象。两个粒子的外部信息是共同的,一个纠缠量子动了,另外一个纠缠粒子便会互动。它们的内外部信息是一体的,永远没有距离,彼此不分。量子纠缠是一个内外信息的问题,小粒子可以纠缠,大粒子也可纠缠。两个纠缠的粒子信息是一样的。如果来了一个新粒子和其中的一个发生纠缠,就必须信息同化,必须一样。自然多余的信息就给了那落单的粒子了。在外来粒子取代原有粒子的同时,在外部信息改变中,粒子内部信息同时发生改变。
量子纠缠现象大师们都很难说明白
量子纠缠是量子系统的一种现象,理论很复杂,要说清楚很难。以爱因斯坦为首的经典物理学派认为,量子力学里面的一些无法预测的“诡异”现象,如量子纠缠“鬼魅般的超距作用”,主要是其理论尚不完备,有一些深层次隐性规律还没有被人们所认识,他把这种规律称为隐变量,只要找到这些隐变量,这些现象就不诡异了。争论的对方叫“哥本哈根派”,其代表人物有波尔、波恩、海森堡等,他们的理论被称为“哥本哈根诠释”。核心是坚持观测事实,认为粒子的波粒二象性、不确定性原理、波函数塌缩、量子纠缠等奇异特性,是量子世界的固有特性。
总结
这个强关联的量子,其实就是量子纠缠。只不过爱因斯坦定义为强关联,薛定谔读完爱因斯坦的论文大受启发,把这种现象改为了量子纠缠。所以,如果各位真的想了解量子为何会纠缠,又是如何纠缠的,本质原因是什么,不妨看看爱因斯坦的论文。不过,相信各位和我一样,几乎看不懂。我们唯一做的就是,记住量子纠缠存在,以及纠缠态量子的一些特点就行。

量子会相互纠缠,那么它的本质原因是什么?

6. 量子会相互纠缠,那么它的本质原因有哪些?

量子纠缠是量子力学所预言的一种特殊现象,是指多个微观粒子的量子态存在的一种相关性,在不确定性原理下表现出一种超距作用。如果你看不太明白上面这句话,就只能继续看下文了……量子力学哪有一句话能讲清楚的……




起源——决定论与非决定论之争在上世纪2、30年代,在普朗克、爱因斯坦等人所建立的旧量子论基础上,发展起了以玻尔为首的哥本哈根学派为代表的量子力学,它的核心思想是海森堡所提出并由玻尔修正完善的不确定性原理。这个原理指出,微观粒子的状态——量子态在本质上是不确定的,而非由于测量技术的限制导致无法确定。这意味着力学理论无法在物理层面上对微观粒子进行精确预言!




作为决定论的坚决拥护者,爱因斯坦对这种观点进行了严厉的驳斥,与玻尔为首的哥本哈根学派进行了多次激烈辩论。他有一句不讲道理的名言:“上帝不掷骰子!”以表达他对决定论的信仰。玻尔毫不退让地针锋相对:“别干涉上帝做什么。”




一个由反对者提出的理论预言用信念去驳斥科学理论是无力的,于是爱因斯坦想出了各种思想实验企图证明哥本哈根学派的量子力学之荒谬,但都被玻尔等人一一化解。最后,爱因斯坦跟同事波多尔斯基和助手罗森三人共同发表了一篇论文《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》驳斥哥本哈根学派的量子力学。该论文后来以三人的名字首字母命名为EPR论文,他们根据哥本哈根诠释提出一个违背狭义相对论的量子现象:




以特殊方式制造一对光子,然后用光路把它们分开到足够远,比如相隔1光年,基于守恒定律,这两个同时产生的光子的量子态存在某些关联,比如自旋方向和动量。也就是当我们测量其中一个的某个状态,就必然同时得到另一个的对应状态。如果按照哥本哈根学派所说的,微观粒子在测量前并不存在确定的状态,在测量后才随机坍缩到一个随机的状态,那么当我们测量这对量子态相关联的光子其中一个,我们获得它的某个状态,我们也同时知道了一光年外那个关联光子的对应状态。那么问题来了,如果光子A的状态是测量时才随机确定的,那一光年外的关联光子B又是怎么瞬时获得光子A的状态,从而选择坍缩到对应的状态?这显然超光速了!




爱因斯坦等人认为,这对光子的状态是在产生的那一刻就确定的,无论此后分隔多么遥远,两者的状态都不会改变,因此我们测量其中一个就能同时知道另一个。爱因斯坦等人提出的这一理论预言相当致命,直接把哥本哈根学派的量子力学推到了狭义相对论的对立面。




玻尔的反击哥本哈根学派的大BOSS玻尔当然不同意爱因斯坦的观点,但他同时也不愿意挑战狭义相对论的正确性,他眉头一皱计上心头:光子对的状态并不是制造时就确定的,在测量前甚至不存在两个光子,而是所有可能状态的叠加,这些叠加的状态里就包含了产生两个关联光子的所有状态。也就是说在测量时,不是两个关联光子的波函数(描述微观粒子的状态函数)分别坍缩,而是一个波函数坍缩产生了两个关联的光子。




这样,玻尔成功避免了两个光子需要超光速通信的尴尬。因此这个由爱因斯坦发现的“悖论”实际上并非悖论,后来被称为EPR佯谬,波函数的提出者薛定谔给他起名:量子纠缠。
有同学可能要问了,一个波函数坍缩出两个相隔1光年的光子不还是超光速了吗?但量子力学就是这么不讲道理,因为波函数本身就是全空间分布的,波函数坍缩也是全空间坍缩的,无论坍缩到的是1个光子还是100个光子其实都一样。如果认为坍缩到两个光子就是超光速,那么其实坍缩到一个光子你也会认为超光速!比如单光子波函数的全空间坍缩,你就会问,其余所有可能位置的这个光子怎么知道自己已经坍缩到被测量到的那个位置了?如下图:




波函数坍缩这个过程,作为量子论奠基人的爱因斯坦是接受的,因为有实验依据,他当然不会认为在薛定谔波动力学描述的波函数坍缩到海森堡矩阵力学描述的光子时,测量到的光子还要通知其余位置的光子不要出现……这画面想想都觉得搞笑……
因此我们可以认为爱因斯坦对玻尔的反击虽然不接受,但没有异议。




问题的答案回顾完量子纠缠提出的历史,我们要来回到开头的问题:量子为什么会相互纠缠?
答案是:因为守恒。无论是动量守恒、角动量守恒还是各自守恒,一堆关联在一起的微观粒子的整体物理量都必须守恒!
第二个问题:量子纠缠的超距作用的本质原因是什么?
答案是:微观粒子的叠加态。
终极问题:叠加态本质上又是什么原因导致的?
答案是:不知道……这就是一个物理事实,不知道为什么……




最后的忠告:不要尝试从逻辑上理解量子力学。
(以上图片来源于网络,如有侵权请联系删除)

7. 量子为什么会纠缠?量子纠缠的原理?量子纠缠的原因,你怎么看呢?

没有空间,就没有时间。
两个纠缠的量子实际上没有空间,无论相隔多远,它们之间都没有空间,所以他们之间怎么会有时间?肯定是瞬间到达。
任何物质、粒子都是由两部分组成,包括:一、内部信息,二、外部信息。
你的肉眼看见的只是物质外部表皮的显现,你看不见物质内部信息、外部信息!内部信息在物质里面,通过仪器可以测量。外部信息扩散在茫茫宇宙,目前科学家测不到。
但是我们知道外部信息一定会有。逻辑上,因为我们能知道物质、粒子的存在,就一点知道物质、粒子的信息已经泄露了!
内部信息和外部信息是高度一致的。

有什么样的内部信息,就有什么样的外部信息,有什么样的外部信息就有什么样的内部信息!
这两者必须高度统一,因为他们是一、不是二。
——以上的论点很重要!我们后面还会用到!
一个粒子的外部信息可以传播多远?
可以无限远!和银河系一样远,因为他们都是物质,所有物质的外部信息都可以传播无限远。
量子纠缠的两个粒子都有自己的外部信息,这两个粒子的外部信息都可以传播到万里、十万里、十万光年、亿万光年。
所以,这两个量子无论相隔多远,他们的外部信息都是相连的!
关键点来了——
这两个量子无论相隔多远,他们的外部信息不但是相连的,而且是一样的!
纠缠的量子外部信息是一样的——这就是问题的关键。
外部信息一样的意味着什么?

意味着这两个纠缠粒子的外部信息是一不是二。
说到这里,你可能会说,不对,他们明明是二,相隔那么远,明明是二!
你不能这么理解,你的肉眼看见的只是物质、粒子外部的显现、科学家最多能测出内部信息,但是你看不见物质、粒子外部信息在宇宙的显现!
你的肉眼看见的只是物质内部信息的显现,看不见物质外部信息的显现!
所以你看见的是两个是粒子,他们各有各的内部信息的显现!
但是两个粒子在外部信息上是相同的,是公用的一个信息!
你看不见他们外部信息的显现,实际上,他们在外部信息上是共有的一个外部信息!
两个粒子有两个内部信息,但是只有一个外部信息!这是关键!
我说过,内部信息和外部信息要统一的,所以,两个纠缠的粒子实际是统一体!
一个纠缠量子动了,就会扰动外部信息。
外部信息动了,另外一个纠缠粒子就会被扰动!
因为内部信息和外部信息必须统一!
这就是所谓“心灵感应”

这两个纠缠的粒子,是一体的、是没有距离的,两者是没有空间的怎么理解?
在球场上只有一个球,你看到了这个球,你眼中的球和真实的球有区分么?请问这两个球是一个球么?当然是。
球的外部信息和内部信息永远是没有距离的,是一体的,是没有距离的!
两个纠缠的粒子,公用的一个外部信息,而外部信息和内部信息是一体的,外部信息和内部信息永远是没有距离的,所以这两个球是没有距离的!是彼此不分的!
同学们,懂了么?
关于瞬间传送粒子的事情,原因是这样的。
两个纠缠的粒子信息是一样的,但是来了一个新粒子,硬要横刀夺爱,怎么办?
新粒子来横刀夺爱,就必须和其中的一个发生纠缠,怎么纠缠?就是要两个粒子的信息要同化、要一样!
但是,问题来了,纠缠了、同化了、一样了,多余的信息怎么办?自身特有的信息就自然给那个落单的粒子了。
原来那个第三者插足的粒子就取代了原有的粒子,自己的身子(自身特有的信息)也换给了个落单的粒子,貌似瞬间传送粒子,实际上是外部信息的改变,使得粒子内部信息也发生了改变!
为什么外部信息的改变,会使得粒子内部信息改变?
因为我们说过,内部信息和外部信息必须统一,是一不是二!

量子纠缠没有那么神秘,只是一个内外信息的问题,不挑战光速。但是显然,由于量子传递信息可以瞬间到达,那么假设我们在月球上和火星上各安装一个量子基站,就可以提前利用时光倒流提前预报核武器,并摧毁核武器,但是时光倒流不可轻易使用,会引发不可思议的重大后果。
小粒子可以纠缠,大粒子也可以纠缠。细胞的分裂和量子纠缠基本一回事,不过是更加复杂而已,分为好几种细胞,各自纠缠。宏观上所有的细胞都是纠缠态的。
双胞胎有时候会心灵感应,实际就是细胞的纠缠,和量子纠缠一回事。
没有什么心灵感应,就是公用的一个外部信息。
一个人所有的细胞都是纠缠态的,都公用了一个信息,这个信息就是心!(不是心脏哦)
人实际上也没有什么灵魂,就是一个心,这个心能够控制所有的细胞都纠缠!
所以人的体格好好的,也会被气死、累死,实际上就是心死了!
量子纠缠告诉我们。时间和空间是可以消失的,所以才有时空扭曲。

量子为什么会纠缠?量子纠缠的原理?量子纠缠的原因,你怎么看呢?

8. 量子纠缠现象是怎样的?它的本质究竟是什么?

关于这个问题,其实我在几天前就已经发表过一篇新的文章,内容是关系量子纠缠的由来,但是这一次的跟上面的存在有些差距,量子纠缠他其实是由EPR悖论指导而来的,大概在1935年的时候,提出的思想实验两个粒子系统向相反的方向移动,根据哥本哈根量子力学学院的说法,在测量之前,每个粒子都处于叠加状态,叠加状态就像钢琴音乐中的和弦,是由多个单音组成的复调。

如果测量了其中一个粒子,由于系统的守恒,可以推断如果测量了地平线上的另一个粒子,它必须是第一个粒子的互补状态。这相当于瞬间知道地平线上另一个粒子的状态,俗话说,它是远距离感应和无形状态传输,如果我们大家从物理角度来说,它其实是非地方性的,著名科学家爱因斯坦认为叠加态在理论上会导致远距离感应,他认为是非局部性的。

量子力学的建立极大地颠覆了人们对微观世界的认识,也许你会问什么是微观世界,其实微观世界是指原子比原子小的场,大概在一百多年前,大多数科学家仍然认为原子是由原子核和电子组成的,而电子确实在原子核周围做圆周运动,就像行星绕着太阳转一样。

然而,量子力学的建立对这样一个想法说不是这样的,因为微观世界不是这样的,所以我们直奔主题,如果你在原子水平上切割一个粒子,甚至比原子小,然后把一个粒子切割成两个或更多的小颗粒,然后切割粒子形成一个纠缠粒子系统。他们就像同一位母亲的儿子一样,而且这些粒子最初属于同一个粒子。

关于量子纠缠现象是怎样的它的本质究竟是什么的问题,今天就解释到这里。
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