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量子糾纏,、貝爾理論和貝爾不等式

 老莊走狗 2018-03-06


量子糾纏是一種奇異的物理現(xiàn)象。雖然產(chǎn)生量子糾纏的機理可能沒有多少人能夠理解,。但更多的科學家甚至公眾對量子糾纏現(xiàn)象本身及其制備和應用表示出很高的研究興趣,。科學家關注的焦點也從是否存在量子糾纏這個問題轉變?yōu)榱孔蛹m纏的性質,,它真的像量子力學設想的那樣,,兩個糾纏的粒子成為虛聯(lián)系的整體,其中一個粒子發(fā)生變化,,另一個粒子也會同步發(fā)生變化,,但它們之間沒有能量和信息的傳遞和交換,也沒有時間滯后,,表現(xiàn)出非定域性質,。還是像另一部分專家所認為的,糾纏粒子間存在著目前還無法測量得到的作用或信息傳遞,,或者說存在隱變量,。貝爾將糾纏形成歸結為三點假定:一是量子力學設想下的量子糾纏,;二是相互作用的定域性;三是隱變量理論,。并為此提出了一個判據(jù)——貝爾不等式,,也就是,如果滿足貝爾不等式則后兩者是正確的,;而如果不滿足貝爾不等式,,則定域性限制了隱變量理論的成立,量子糾纏應是量子力學所設想的,。但貝爾的理論在邏輯上并不自洽,,貝爾的3點假定并不是相互獨立和完備的,相互作用的定域性并不是糾纏形成的機制,,而只是對第三點隱變量理論的約束,,因此第二點和第三點實際上可歸結為一點,即滿足于愛因斯坦相對論的定域性隱變量理論,;為滿足完備性要求,,還至少應增加非定域性隱變量理論作為第三點。因此,,實際上應將糾纏形成歸結為以下三種情形:一是量子力學設想的糾纏,;二是定域性隱變量理論機制下的糾纏;三是非定域性隱變量理論機制下的糾纏,。貝爾不等式檢測在邏輯上并不能驗證哪種糾纏機制和理論是正確的,,而僅能用于驗證哪種糾纏機制和理論是錯誤的。因此,,即便它能夠證否定域性隱變量機制,,也不能夠證實量子力學的假設,因為還存在非定域性隱變量機制,。另外,,貝爾不等式在邏輯上似乎還存在一個問題,即貝爾不等式檢測能否用于判斷或判否糾纏的性質,,還是它僅能夠判斷是否存在糾纏,。因此,貝爾不等式在解決糾纏性質方面似乎還不是一個明確的判據(jù),。通過物理實驗來驗證糾纏及其性質可能是唯一解決的途徑,。其關鍵是首先要證明糾纏間存在的糾纏關系是否存在時間上的滯后,以及是否具有距離依賴性,,即是定域的還是非定域的。目前,,高精度光鐘已足以用于測量糾纏關系是否存在時間滯后,;同時,,科學家也已經(jīng)實現(xiàn)多個光子、電子,、原子甚至分子的量子糾纏,,實現(xiàn)了16km的自由空間量子隱形傳態(tài),。上述技術進步也為測量時間滯后和距離依賴性提供了技術基礎,。我們期待科學家能夠提供完美的實驗結果,。當然,,這還不能證明糾纏是量子力學的還是其它的,。不過要說明的是,,上述三種糾纏機制都是滿足因果關系的,。

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