斯德哥尔摩当地时间2022年10月4日中午11时45分(北京时间17时45分),瑞典皇家科学院宣布,2022年诺贝尔物理学奖授予三位量子信息领域的科学家:法国物理学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)教授、美国理论和实验物理学家约翰·克劳瑟(John F. Clauser)教授、和奥地利物理学家安东·塞林格(Anton Zeilinger)教授,以表彰他们通过光子纠缠实验,确定贝尔不等式在量子世界中不成立,并开创了“量子信息科学”这一领域。
结果公布后,关于“量子力学“”量子纠缠“的讨论也齐刷刷登上热搜,那么,到底什么是量子纠缠呢?这跟我们又有什么关系呢?
带着满头问号,小编打开了手边刚收到的新书文件——《人类知道的太多了:热门宇宙问题答案清单》,这本号称“回答了关于这个宇宙人人都想知道的大问题”的书,究竟能不能回答这个刚刚出炉的热门问题呢?
在“Ctrl+F”输入“量子纠缠”后……居然还真的回答了!
量子纠缠是一种奇怪的量子效应,在这种效应中,两个粒子的概率(注:前文提到,关于一个粒子,我们没办法一下子知道它的所有信息,当你非常精确地测量一个粒子的位置时,你就无法知道它的速度;而当你测量速度时,你就无法知道它的位置。因此关于一个粒子,你唯一能知道的就是它在这里或那里的概率)被联系在一起。举个例子,假设两个粒子相互作用,因此你不知道它们的自旋(注:自旋是粒子的一种性质)各是什么,但你知道它们彼此相反,那么这两个粒子就被称为纠缠。如果你发现其中一个自旋向上,那么另一个肯定自旋向下,反之亦然。
那么量子纠缠对于我们来说,有什么了解的必要呢?或者说,有什么作用?
这就不得不提到一个人人都幻想过的东西:瞬间移动(传送)。我们知道哆啦A梦的“任意门”还没能发明出来,我们还无法瞬间想去哪儿就去哪儿。然而,有没有一种方法,能让我们的实体也能像网线中的信息一样瞬时传输呢?
如果我们不考虑真的将身体以某种方式传输,而是考虑在目的地瞬间复制一个完全一模一样的你呢?(当然,这引发的哲学伦理问题就不是物理学家能解决的了……)
这种方法就涉及一个叫做量子瞬时传输的概念。
量子瞬时传输的工作原理是使两个粒子纠缠,然后像使用电话传真的两端那样去使用它们。例如,你可以使两个电子纠缠,然后把其中一个送到比邻星(注:这是距离我们最近的一颗恒星)。这两个电子会一直保持纠缠,直到你准备开始复制。
自此,事情变得有点儿复杂,但本质上,你用地球上的纠缠电子探测你想要复制的粒子,这种相互作用提供了所需的信息,让比邻星上的电子成为你想要复制的粒子的精确量子副本。
而且还有一个好消息:人类已经对单个粒子甚至是小群粒子做到了这一点。到目前为止的纪录是在相距1400千米的两点之间进行量子复制。虽然还不能带你去比邻星,但这是一个开始。
根据量子纠缠的理论,眨眼之间将我们自己运送到某个地方的想法完全有可能。
但是,在实现瞬间移动的想法之前,我们还有一点儿前提条件:为了能把自己传送到某个地方,这个地方需要一台机器接收你的信号并重建你。这意味着,如果有一天你想把自己传送到另一个星球,必须有人先用传统的方式到达那里——旅行。
(以上引用内容出自《人类知道的太多了》,略有改动)
[巴拿马] 豪尔赫·陈[美]丹尼尔·怀特森 著
《人类知道的太多了》
还想知道更多关于宇宙的热门问题?时光能倒流吗?外星人存在吗?被吸到黑洞里怎么办?会有来世吗?……这些在科幻小说、特效大片甚至是睡前胡思乱想中最常出现的热门问题,相信你一定好奇过。《人类知道的太多了》这本书都能给你解答。
这本书可以说是一份身在宇宙必备的答案清单,读完之后一定能满足你对这个世界最根本的好奇心!
值得一提,两位作者豪尔赫·陈和丹尼尔·怀特森的前作《一想到还有95%的问题留给人类,我就放心了》也是由未读出版的,如果你是未读的老朋友,相信你一定读过或至少见过它的出场。
《一想到还有95%的问题留给人类,我就放心了》不仅是第十四届国家图书馆文津奖获奖图书,还入选了清华大学新学期书单,如果你发觉自己也错过了这95%的问题,不如两本都带回家。
我们不断提出新问题,也能不停地找到答案,这才是让我们人类能在这个宇宙继续生存和探索下去的信心呀!
《一想到还有95%的问题留给人类,我就放心了》
《人类知道的太多了》
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想知道的答案都在这里
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文章来源于未读
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