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量子纏結
在量子力學裏,當幾個粒子在彼此相互作用後,由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質,無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統的性質,則稱這現象為量子--或量子--(quantum entanglement)。量子糾纏是一種純粹發生於量子系統的現象;在經典力學裏,找不到類似的現象。 假若對於兩個相互糾纏的粒子分別測量其物理性質,像位置、動量、自旋、偏振等,則會發現量子關聯現象。例如,假設一個零自旋粒子衰變為兩個以相反方向移動分離的粒子。沿著某特定方向,對於其中一個粒子測量自旋,假若得到結果為上旋,則另外一個粒子的自旋必定為下旋,假若得到結果為下旋,則另外一個粒子的自旋必定為上旋;更特別地是,假設沿著兩個不同方向分別測量兩個粒子的自旋,則會發現結果違反貝爾不等式;除此以外,還會出現貌似佯谬般的現象:當對其中一個粒子做測量,另外一個粒子似乎知道測量動作的發生與結果,儘管尚未發現任何傳遞信息的機制,儘管兩個粒子相隔甚遠。 阿爾伯特·愛因斯坦、鮑里斯·波多爾斯基和納森·羅森於1935年發表的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬(EPR佯谬)論述到上述現象。埃爾溫·薛丁格稍後也發表了幾篇關於量子糾纏的論文,並且給出了「量子糾纏」這術語。愛因斯坦認為這種行為違背了定域實在論,稱之為「鬼魅般的超距作用」,他總結,量子力學的標準表述不具完備性。然而,多年來完成的多個實驗證實量子力學的反直覺預言正確無誤,還檢試出定域實在論不可能正確。甚至當對於兩個粒子分別做測量的時間間隔,比光波傳播於兩個測量位置所需的時間間隔還短暫之時,這現象依然發生,也就是說,量子糾纏的作用速度比光速還快。最近完成的一項實驗顯示,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。根據量子理論,測量的效應具有瞬時性質。可是,這效應不能被用來以超光速傳輸經典信息,否則會違反因果律。 量子糾纏是很熱門的研究領域。像光子、電子一類的微觀粒子,或者像分子、巴克明斯特富勒烯、甚至像小鑽石一類的介觀粒子,都可以觀察到量子糾纏現象。現今,研究焦點已轉至應用性階段,即在通訊、計算機領域的用途,然而,物理學者仍舊不清楚量子糾纏的基礎機制。.
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