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第25章 量子糾纏 (第2/7頁)

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佯謬時提出了 EPR 操控的概念,並且創造了 “Quantum Entanglement”(量子糾纏)這一術語。薛定諤進一步表明量子糾纏是量子理論的特徵性質。他透過 “薛定諤的貓” 這一著名的思想實驗,生動地展示了量子力學中疊加態和量子糾纏的奇特性質。在這個實驗中,一隻貓被關在一個裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變是隨機的,如果衰變發生,氰化物將被釋放並殺死貓;如果未衰變,則貓將存活。由於我們無法確定鐳是否衰變,因此在觀測之前,貓的狀態是既死又活的疊加態,而與貓的狀態相關的微觀粒子之間也處於量子糾纏狀態。薛定諤的這些貢獻進一步加深了人們對量子糾纏的認識和理解。

三、量子糾纏的原理探討

(一)基於量子態疊加與量子態塌縮的原理

量子糾纏基於量子力學中的量子態疊加與量子態塌縮原理。在量子力學中,一個粒子的狀態可以同時處於多種狀態之間,這就是量子態疊加。例如,光子在沒有被觀測之前,其自旋可以同時沿著不同的方向,處於多種自旋狀態的疊加。而當我們觀測一個粒子時,它的狀態只被壓縮到一個確定的狀態,這被稱為量子態塌縮。當兩個量子系統在量子態疊加時相互作用,它們的狀態被鎖定在一起,形成量子糾纏。這種糾纏不受距離、時間或任何其他因素的影響,而是透過一種看似瞬間的過程來實現。

(二)超光速特性

量子糾纏最為人稱奇的特點在於其狀態變化的瞬時性,這表明了在量子尺度上,資訊的傳遞似乎不受光速限制。當兩個或多個量子粒子發生糾纏時,它們形成了一種特殊的關聯,不論彼此相距多遠,一個粒子的狀態發生變化時,與其糾纏的粒子狀態也會同步改變。這種現象被科學家們形象地描述為 “量子非局域性”,它意味著量子糾纏可以超越空間的界限,實現超光速傳遞。根據目前實驗顯示,量子糾纏的作用速度至少比光速快 10,000 倍,這還只是速度下限。然而,目前科學界普遍認為,量子糾纏雖然是瞬間傳遞的,不過並沒有傳遞任何資訊,因此並不違反相對論。

(三)實驗探索

量子糾纏的奇異性質已經在多個實驗中得到了驗證。其中最為著名的是愛因斯坦 - 波多爾斯基 - 羅森悖論(EPR 實驗),它透過實驗手段展示了量子糾纏現象的現實性。在這個實驗中,科學家們成功地在兩個相距很遠的量子粒子之間實現了糾纏,當對其中一個粒子進行測量時,另一個粒子的狀態

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