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2017年9月16日星期六

“糾纏態”是現實世界必然特征:適用於後量子理論時代

用於描述量子物理世界的"糾纏態",是否同樣適用於後量子理論時代?據物理學家組織網日前報道,英國物理學家團隊已在數學上證明,任何具有經典局限的理論都必然包含"糾纏態"特征。糾纏是關於量子力學理論最著名的預測。它描述了兩個粒子互相糾纏,即使相距遙遠,一個粒子的行為將會影響另一個的狀態。

當其中一顆被操作(例如量子測量)而狀態發生變化,另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。

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來自英國帝國理工學院、倫敦大學學院、牛津大學和諾丁漢特倫特大學的物理學家,在最近一期的《物理評論快報》上發表論文提出,糾纏態雖然與直覺相悖,但它不僅是量子理論的必然特征,也是任何非經典理論,甚至是尚未發展的理論的必然特征。

與經典理論相比,量子理論有許多奇怪的特點。研究人員介紹,傳統上,物理學家研究經典世界是如何從量子中產生的,但我們開始扭轉這一推理過程,而是看看經典世界是如何塑造量子的。結果表明,糾纏態作為最奇怪的特征完全在意料之中。這暗示了量子理論表麵上的奇怪之處,恰恰是超越經典理論的必然結果,甚至可能同時是我們無法將經典理論拋諸身後的必然結果。

論證過程的主要思想是,任何描述現實的理論,在某種程度上都必須像經典理論那樣,在一定的局限內展現。比如,量子理論滿足了在退相幹過程中具有經典極限的要求——當一個量子係統與外界環境相互作用時,就失去了量子相幹性和所有使其成為量子的條件。因此,該係統有可能變得符合經典理論預期。

也就是說,任何能恢複經典理論的非經典理論都必須包含糾纏態。這一結論可能是許多其他相關發現的開始,諸如可以指導物理學家描述信息因果關係、比特對稱性和宏觀局部性等特征。同時,這一結論還提供了一個關於未來的非經典後量子理論的更清晰輪廓。

總編輯圈點

量子世界確實不同於經典世界,在這裏,光具有波粒二象性,粒子們有逆天的心靈感應。它如此詭譎,以至於愛因斯坦認為,量子糾纏是鬼魅般的超距作用,對此嗤之以鼻。物理學的大廈由經典物理和量子物理支撐,科學家一直在尋找這兩根柱子之間的通路。如果任何具有經典局限的理論必然包含"糾纏態"特征,那至少說明這條通路一定存在。不過,不得不承認,在這數學證明麵前,筆者的理解力已經節節敗退,陷入了"似懂非懂"的"疊加態"。

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"糾纏態"是現實世界的必然特征

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