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3.5 量子隐形传态

“Beam me up”是影视剧《星际迷航》中最著名的台词之一。这是角色希望从远程位置传送回“企业号”宇宙飞船时发出的命令。

人类传送目前仅出现在科幻小说中。在量子力学的亚原子世界中,隐形传态现在是可能的,尽管它不像电影中通常描述的那样。具体来说,量子世界中的隐形传态涉及信息的传输,而不是物质的传输。

在量子隐形传态中,粒子可以立即将其状态“传送”到两个遥远的纠缠粒子。2020年12月,美国能源部科学办公室国家实验室费米实验室的科学家及其合作伙伴首次展示了保真度大于90%的持续、长距离(44千米光纤)隐形传态 [10]

量子隐形传态是利用量子纠缠的自然现象实现的,爱因斯坦称之为“远距离幽灵”。在量子纠缠中,量子物理学的基本概念之一是,一个粒子的性质会影响另一个粒子的性质,甚至当粒子相距很远时这种影响也存在。例如,如果电子A和电子B纠缠在一起,通过改变其中一个粒子中的某些东西,它会立即影响另一个粒子——实际上,甚至比光速更快,而不管两个粒子之间的距离如何。电子A可以在地球上,电子B可以在木星上。

量子粒子可以纠缠的事实使量子计算机比经典计算机更强大。通过叠加存储的信息,可以以指数方式更快地解决某些问题。加深对纠缠的理解有助于解决实际问题和基本问题。纠缠可能是解决物理学中一些最基本问题的关键。

纠缠的原因是什么?目前还没有确切的答案。一些研究人员试图从所涉及粒子的波函数角度来解释它。一些研究人员用“信息守恒定律”来解释量子纠缠。在这方面的研究中,通常认为两个粒子因为受某种关系/信息的束缚而纠缠在一起,信息不能被破坏,如果其中一个纠缠粒子发生了变化,系统就不稳定,而另一个粒子需要发生变化才能使系统稳定。 GZStvz/E3tCMrnlw7idWV5W6Oa4sn1QHVvBKtK9shnlghHIx2ENskIqQfy0/iv4/

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