量 子 纏 繞
整理／史珂 袁容
聲息相通的 ─ 量子纏繞
「量子纏繞」是科學家們在微觀粒子世界中，
所發現的一種神秘的現象。處於量子纏繞態的粒子，
相互之間似乎“心有靈犀”，無論相距多遠，
對其中一個粒子的干擾，會瞬時地影響到量子纏繞態中的
其它粒子，也就是說這種關聯的傳播好像不需要時間。
這顯然違反了愛因斯坦的狹義相對論
“光速不可逾越”的結論，因此當初他從量子力學理論中
推導出這一結論時，他並不相信這種現象真的存在，
而是試圖利用這一結論來證明量子力學的不合理，
並稱之為“幽靈式”的聯繫。
但是後來的實驗證明這種量子纏繞現象的確是存在的，
它是目前熱門的量子超光速傳輸研究的基礎。
NASA的克利斯托弗．阿達米博士(Christoph Adami)和羅伯特.
金裡切(Robert Gingrich)博士是最先用愛因斯坦的相對論
來研究粒子之間的量子纏繞。
他們比較了粒子在靜止時，以及被加速時的纏繞程度，
發現當通常纏繞的粒子在被加速會失去這種纏繞聯繫，
一些特殊制備的粒子，對在被加速時則增加這種纏繞聯繫程度。
金裡切(Robert Gingrich)博士是最先用愛因斯坦的相對論
來研究粒子之間的量子纏繞。
他們比較了粒子在靜止時，以及被加速時的纏繞程度，
發現當通常纏繞的粒子在被加速會失去這種纏繞聯繫，
一些特殊制備的粒子，對在被加速時則增加這種纏繞聯繫程度。
了解一些靜止時不纏繞的粒子之間，是如何僅僅通過運動
就可以獲得量子纏繞，可能有許多潛在的重要應用。
比如，處於纏繞的粒子可以用來校對原子鐘，
這對於太空飛船的在太空深處的旅行至關重要。
另外，量子纏繞在對量子通訊和量子計算，
都扮演著重要的角色，這一發現對這些領域也會產生重要的影響。
就可以獲得量子纏繞，可能有許多潛在的重要應用。
比如，處於纏繞的粒子可以用來校對原子鐘，
這對於太空飛船的在太空深處的旅行至關重要。
另外，量子纏繞在對量子通訊和量子計算，
都扮演著重要的角色，這一發現對這些領域也會產生重要的影響。
瑞士研究人員在近期進行了一個有趣的實驗，
他們將聚集在一個非線性晶體上的激光束分成兩束，
第一束被導向一個實驗室，另一束則通過一個2公里長的光纖、
被導向另一個實驗室，兩個實驗室相距55米。
研究人員在一個實驗室內，
將第三束光與雙胞胎光束中的一束相互作用，
他們觀察到在另一個實驗室的那一束激光也發生了變化，
就好像它也被一束光作用了一樣。
很顯然這一實驗證實了光子的量子纏繞態是存在的。
最讓人不解的是，處於量子纏繞狀態的粒子之間的
這種心有靈犀似乎不需要時間來傳播，
這顯然是和我們所知道的常理相違背的。
現在我們知道光是跑的最快的，
但它同樣需要時間來跑完一段距離，
比如從太陽到地球要8分鐘左右。
但如果處於量子纏繞狀態的粒子一個在地球，
一個在太陽，它們不需要時間就能同步反應。
量子纏繞態是迄今科學家們仍然無法圓滿解釋的一種現象，
它暗示事物之間的聯繫能力也許遠遠超出現代科學的認識。
也許我們對於距離、速度、空間這些基本概念，
都需要重新定義才可能解開這一現象。
就如電影「The Man In Black」中，那個外星狗所說的：
「其實宇宙中，
沒有你們 (人類) 所認識的
大小和遠近的概念！」。
他們將聚集在一個非線性晶體上的激光束分成兩束，
第一束被導向一個實驗室，另一束則通過一個2公里長的光纖、
被導向另一個實驗室，兩個實驗室相距55米。
研究人員在一個實驗室內，
將第三束光與雙胞胎光束中的一束相互作用，
他們觀察到在另一個實驗室的那一束激光也發生了變化，
就好像它也被一束光作用了一樣。
很顯然這一實驗證實了光子的量子纏繞態是存在的。
最讓人不解的是，處於量子纏繞狀態的粒子之間的
這種心有靈犀似乎不需要時間來傳播，
這顯然是和我們所知道的常理相違背的。
現在我們知道光是跑的最快的，
但它同樣需要時間來跑完一段距離，
比如從太陽到地球要8分鐘左右。
但如果處於量子纏繞狀態的粒子一個在地球，
一個在太陽，它們不需要時間就能同步反應。
量子纏繞態是迄今科學家們仍然無法圓滿解釋的一種現象，
它暗示事物之間的聯繫能力也許遠遠超出現代科學的認識。
也許我們對於距離、速度、空間這些基本概念，
都需要重新定義才可能解開這一現象。
就如電影「The Man In Black」中，那個外星狗所說的：
「其實宇宙中，
沒有你們 (人類) 所認識的
大小和遠近的概念！」。
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