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了层出不穷的民科,已经没有人怀疑量子世界的奇异和真实。但很多人还是忍不住会想,贝尔不等式什么的还是太抽象了,能不能亲眼见证量子纠缠的魔力呢?
幽灵成像实验
比起喜欢用数学公式讲道理的贝尔,搞量子光学的史砚华可就实在多了。
我觉得,史教授 2008 年发明的「幽灵成像」,应该是证明量子纠缠绝非幻想的最直观的实验。
请认真看下图:
幽灵成像的原理通俗易懂:先把红光子和蓝光子「纠缠」到一起,然后两者分开各走各路。红光穿过狭缝打出一定形状的图案,蓝光不穿缝正常走。
实验结果绝对震撼:明明没有穿过狭缝的蓝光,竟然也投射出了与红光相同形状的图像!
如果这个实验能够早 70 年做出来,我真想看看爱因斯坦的表情。
这次,你总不能说:光子在纠缠之前就已经是那个形状了吧!
穿缝还是不穿缝,显然是在光子出发后才决定的。发生在红光子身上的所有事,蓝光子也会分毫不差地经历一遍。这样看来,仅仅把量子纠缠比作龙凤胎还远远不够,他们出生时珠联璧合,长大成人之后仍然是生死与共!而且,通过改变红光那边狭缝的形状,想让蓝光打出什么样的图案都可以。
这就意味着,我们可以远程发送图像甚至视频,而无论距离多远、哪怕从宇宙的另一端传过来都是瞬时传输的,延迟时间永远为 0。
然而,这岂不是违反相对论(任何信息和物质不能超过光速)的公理了吗?
并没有!
虽然信息是瞬时传送过来了,但要把其中的乱码剔除,提取出真正的内容,还是必须把图像用不超光速的传统方式再发一遍。让爱因斯坦操碎了心的「超光速」问题,原来只是杞人忧天!
大自然就是如此微妙。
宇宙的规则也许看似奇怪,内在却有着惊人的自洽性。
我们只能说相对论和量子力学之间存在着理论上的矛盾,但从来没发现物理规律本身有自相矛盾的地方。
如果把宇宙看作一个产品,最令人细思恐极的是:无论狡猾的人类捣鼓出多么刁钻古怪的实验,这个同时在线用户数高达 10^80(1 后面跟 80 个 0)的产品却从来不会被搞出 bug。
如果宇宙真有一个产品经理的话,请收下我卑微的膝盖,顺便想问一个问题是:为什么您的宇宙中会有量子纠缠呢?
量子纠缠背后的秘密
100 年前,量子力学的祖师爷玻尔说: 如果谁没有被量子力学惊到,那他肯定不懂量子力学。
爱因斯坦: 我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白。
造出第一颗原子弹的费曼更直接: 没有人懂量子力学!
学了 100 多年的量子力学,今天,我们懂了吗?
墨子号首席科学家、中国量子通信第一人潘建伟说:「如果能搞清楚为什么有量子纠缠,我可以现在去死