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量子纠缠暗示了:我们这个世界很诡异!它到底纠缠了什么?

发布时间:2021/12/14 9:25:45

量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质,则称这现象为量子缠结量子纠缠(quantum entanglement)。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象;在经典力学里,找不到类似的现象。


量子纠缠与量子系统失序现象、量子信息丧失程度密切相关。量子纠缠越大,则子系统越失序,量子信息丧失越多;反之,量子纠缠越小,子系统越有序,量子信息丧失越少。因此,冯诺伊曼熵可以用来定量地描述量子纠缠,另外,还有其它种度量也可以定量地描述量子纠缠。对于两体复合系统,这些纠缠度量较常遵守的几个规则为:

  1. 1、纠缠度量必须映射从密度算符***正实数。

  2. 2、假若整个复合系统不处于纠缠态,则纠缠度量必须为零。

  3. 3、对于纯态复合系统,纠缠度量必需约化为冯诺伊曼熵。

  4. 4、对于命定性的定域运算与经典通讯(local operation and classical communication)变换,纠缠度量不会增加。


这就相当提前往两个盒子分别放入一个苹果,一个梨。把盒子打乱,然后把这两个盒子的一个拿到南极,另一个拿到北极。如果我打开南极的盒子,发现粒子装的是苹果,那么我也就同时知道北极那个盒子里面装的是梨。原来量子纠缠就是这个道理啊!


但是笔者很遗憾的告诉你,你要是这么以为的话,那还是太单纯了!量子纠缠并不是这样,这里面牵扯到了贝尔不等式。苹果和梨的例子符合贝尔不等式,而量子纠缠不符合。这也就告诉我们,量子力学中的甲乙粒子在未被揭开盖子之前,甲粒子既在顺时针旋转,也在逆时针旋转,而乙粒子也是如此!


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