什么是量子纠缠?

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11个答案
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LePtC物理学博士生

2014-11-07 20:50

(这是一系列回答,上一篇:怎样理解原子自旋可以同时指向不止一个方向?
(这个系列精彩的部分从介篇开始~ 如果你有些地方看不懂,你需要回去补前几篇…)

纠缠态有很多种,下面就以我们铺垫了很久的自旋为例,讲讲两个电子的自旋的纠缠态

让我们先安装一个不断发射电子对的放射源~ 比如利用 这个衰变,π0 是一个零自旋的中性介子,因此由于自旋是守恒的,两边发射出来的正负电子的自旋必然是相反的。

假设阿狸和桃子约好分别测电子和正电子的 z 方向的自旋,阿狸在放射源北边很远的地方记录电子自旋的测量结果,桃子在放射源南边很远的地方记录正电子自旋的测量结果:

...... [ = = ! ] ......

咳咳… 嗯,那么只要阿狸记录到的是 Sz+,桃子就会在同一时刻记录到 Sz-,阿狸记录到 Sz-,则桃子必然记录到 Sz+。不管阿狸和桃子隔得多远,他们之间没有任何其它的通讯,他们的笔记就会具有相反的关联性。

这就完啦?
完了啊。
。。。。。。

然后有些人就会有这样的误解:

用 Sakurai 的原话来评价这种理解就是:图森破… 如果硬要拿黑球白球来比喻的话,那么量子力学的奇妙之处就在于,我们不仅能测这个球的黑白性(Sz±),还能测这个球是不是绿的(Sx±)!

当阿狸突然决定不测 Sz 了,改测 Sx 的时候,他们的笔记就立刻不再具有反关联性。但桃子却浑然不觉!因为 π 介子衰变出来的正负电子对的自旋取向是随机均匀分布的,在阿狸测 Sz 的时候,桃子记录的 Sz+、Sz- 各占 50%,而在阿狸测 Sx 的时候,桃子记录的 Sz+、Sz- 还是各占 50%!(← 见上一篇回答中留给读者的练习…)

这属于连概率和概率幅都没分清楚惹… 量子力学的核心就在概率幅,物理专业的童鞋可以去看看这个系列的前传:费曼传播子的物理意义是什么? 量子态的叠加 |c1+c2|²不等于经典概率的叠加 |c1|² +|c2|²,它们的区别都能从数学体现出来。前者是相干叠加,后者是非相干叠加,前者是波动的,后者是粒子的。当你真的做测量后,前者过渡到了后者,这一过程就叫作退相干

量子纠缠和经典关联更关键的区别留下次讲吧…


题外话:偶写这个系列的原因就是看到那个问答的情况不太好:排序第一的九维空间讲的是很通俗的纠缠态,我看到的时候是22个支持,排序第二的ziyuemath写的是更专业的GHZ态,工作量也明显更大,但只有4个支持(甚至还有1个反对),排序第三的I老蔡是典型的误解,却有3个支持(唯一一个反对是我点的)…

然后偶发现直接来写这个回答又要先科普很多背景知识,所以在问题库里面搜了一下,发现这一串问题都是有人提问的,所以就决定写成系列了(铺垫了这么久偶也是蛮拼的 Orz…)P.S. 答主也只是初学者,以上都是严格按照自己对教材的理解来写的,如果哪里理解的不对欢迎指正~


(下一篇:量子纠缠是如何被观测到的?

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就是一个量子处于1,与其纠缠的量子不管在任何地方都是0态

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处于纠缠关系的两个粒子,当其中一个例子做出某种行为,与此同时,另一个例子也会响应的做出相应的行为。

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Phantom_Ghostresearch/study on CMP

2014-11-10 11:17

量子纠缠这个概念已经成了求科普的日经贴,LePtc已经给了简明的描述。纠缠对于量子信息/光学方面是很重要的状态,而于凝聚态物理而言也是举足轻重的,我这里给个较为专业点的介绍: http://www.douban.com/group/topic/55171182/

另外补充对于上面说到的退相干的事情,也有不同的表现方式,首先是环境“测量”导致退相干,这就像Schrödinger's Cat: http://tieba.baidu.com/p/3334836751

中微子的振荡来自三个味本征态的叠加,长程传播也会导致自发退相干: http://tieba.baidu.com/p/3392458788


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双胞胎算不算生物界的量子纠缠23333333

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到现在一直没有搞明白测不准原理到底说的是啥?是不是说一个粒子每次被测量其特性都会随机改变呢?

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你和驾校纠缠 瞬间产生驾照 上海宜通驾校 苏州宜通驾校

0 4

我有点明白了。当研究一串羊肉串,研究第一块肉死猪肉,第二块老鼠肉,第三块还有人的受精卵。太复杂了。倒着想是这样的,都是坏肉,还有地沟油。简单了。

0 17

同卵双生孪生子由于基因一样所以性格一样,又有心灵感应。

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马 和 王 纠缠 宋是3

王到其他地方

马和宋纠缠 王瞬间变3


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