中国物理学家在量子纠缠实验中,创纪录的成功缠结8个光子

葫芦科普 2024-01-28 16:05:55

你是否曾经想过,如果你和你的朋友分别在地球的两端,你们之间是否还能保持联系?你是否曾经想过,如果你能够瞬间将你的思想或信息传送给你的朋友,而不需要任何中介或信号,那会是什么样的感觉?你是否曾经想过,如果你能够利用这种超距的联系,实现一些不可思议的事情,比如安全的通信、快速的计算、精确的测量,甚至是时间旅行,那会是什么样的世界?

这些听起来像是科幻小说或电影中的情节,但在量子物理学的世界里,它们却是真实存在的。量子物理学是物理学的一个分支,它描述了原子和亚原子领域的粒子行为。量子物理学的一个最奇妙的现象就是量子纠缠,它指的是两个或多个粒子之间形成了一种特殊的联系,使得它们的物理状态无法单独描述,而必须作为一个整体来考虑。这种联系不受空间和时间的限制,即使将这些粒子分隔到很远的地方,它们仍然能够瞬间感知彼此的变化,并保持一致。

量子纠缠的存在挑战了我们对于现实的常识,甚至让爱因斯坦这样的物理巨匠都感到困惑和不满。他曾经把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”,并认为这是量子力学的不完备性的表现。然而,无数的实验已经证明了量子纠缠的真实性,而且还发现了更多的纠缠粒子的组合。

通过量子纠缠效应,可以实现多个粒子跨越任意大的距离,共享相关特性,并在瞬间就位。例如,一对位于不同位置的纠缠光子可能通过它们的偏振连接在一起,偏振是描述光波振荡方向的一种特性。测量一个光子的偏振,另一个光子的偏振就会立即呈现相同的值。换句话说,这两个光子要么都是水平偏振的,要么都是垂直偏振的,但在测量其中一个之前,它们的偏振值都不确定。

爱因斯坦曾将量子纠缠是 “超距作用”。他在 1935 年写道:“任何合理的现实定义都不可能允许这种情况发生”。不管合理与否,纠缠似乎确实是现实的一部分,无数实验已经证明了这一点。

量子纠缠的最早实验是由美国物理学家约翰·克劳瑟和斯图尔特·弗里德曼在1972年进行的,他们利用光的偏振首次成功地完成了贝尔实验,验证了量子纠缠的存在,并排除了隐变量的可能。隐变量是一种假设,认为量子系统的状态是由一些未知的局部变量决定的,而不是由量子力学的概率性描述的。贝尔实验是一种检验隐变量的方法,它利用了一些不等式,来限制隐变量理论的预测,然后与量子力学的预测进行比较。如果实验结果违反了贝尔不等式,那么就说明隐变量理论是错误的,而量子力学是正确的。克劳瑟和弗里德曼的实验就是这样做的,他们发现了违反贝尔不等式的现象,从而证明了量子纠缠的真实性。

基于上面实验,物理学家通常会为每一对成功纠缠的粒子产生大量光子。随着数量的增加,产生多对纠缠光子的难度也呈指数增长。如今,量子纠缠的最大记录是由中国科学技术大学的姚星灿和他的同事在2023年创造的,他们纠缠了不是一对而是四对光子,将八个光子的偏振连接起来,扩大了之前最多纠缠六个光子的实验范围。

姚星灿和他在中国科学技术大学的同事计算出,如果他们简单地扩展先前的六光子实验,再加入一对纠缠光子,那么产生一组八光子纠缠光子大约需要 10 个小时的实验时间。(物理学家通过运行需要大量光子样本的统计测试来验证纠缠的存在,因此需要数小时才能产生一个纠缠态的实验是不切实际的)。

有了 "明亮 "的纠缠光子源,研究人员就能以更高的频率产生四个相互纠缠的光子对。他们报告说,他们以每小时约九组的速度检测到了数百组纠缠光子,这足以进行必要的统计测试,以验证所有八个光子确实在量子水平上相互关联。

他们使用了一种光学方案,它能过滤掉较少的光子,从而提高纠缠光子的输出。他们以每小时约九组的速度检测到了数百组纠缠光子,这足以进行必要的统计测试,以验证所有八个光子确实在量子水平上相互关联。这一成果为实现更高维度的量子信息处理和量子计算提供了可能。

量子纠缠的最远距离是由中国的墨子号量子卫星和地面站点之间实现的,他们在2017年成功地在1200公里的距离上传送了纠缠光子,打破了之前100公里的纪录,为量子通信和量子网络的发展奠定了基础。墨子号量子卫星是世界上第一颗量子科学实验卫星,它利用了空间的低损耗和低干扰的优势,实现了空间和地面之间的量子纠缠分发和量子隐形传态。这一壮举被誉为量子物理学的“登月计划”。

墨子号最有趣应用之一是量子隐形传态,它是一种利用纠缠光子将一个未知的量子态从一个地点传送到另一个地点的方法,而不需要物理上的传输介质。这种方法可以用于量子加密通信,实现绝对的安全性和保密性。量子隐形传态的原理是利用纠缠光子之间的量子关联,将一个光子的量子态通过测量和经典信号的传输,转移到另一个光子上,而不需要知道或复制原始光子的量子态。这种方法可以避免量子克隆定理的限制,量子克隆定理是一种定理,它表明任何未知的量子态都不能被完美地复制。

电磁波理论是数学当物理,且隐藏了电磁以太假说,是不靠谱的经验公式。搞出两朵乌云,不能解释光电效应,都是对电磁理论的有效证伪,必须抛弃它(任何理论都是预测未来的全称命题,一个反例就足够证伪了)。依靠电磁理论,紫外灾难和其它更多荒唐结果,都是必然。………黑体辐射是轨道光粒子受激释放/激光,各个原子光谱线与各自“温度”对应,黑体辐射曲线峰值对应原子数量最多,紫外谱段原子数量很少,不奇怪。悖论斯坦不能拯救电磁以太,也不接受有效证伪,瞎搞成荒唐无源场,粒子搞成虚幻量子鬼,搞成波穿越真空,搞成波直线传播,搞成物质是运动(波),搞成运动是物质,,,只能有更多笑话。

19 阅读:4191

评论列表

戴生

戴生

9
2025-03-28 18:32

所谓的光的双缝干涉一观察就会坍塌是某些科学家选择性眼瞎?因为用最简单最原始的实验无论你怎么观察双缝干涉条纹都不会消失。很简单用一黑纸皮刻2条相互靠近的双缝,在一个暗室用激光笔照射双缝选择适当的距离用白色的墙壁做屏幕即可,就可以稳定地观察到光的双缝干涉条纹。无论你用什么角度,用双眼或者用单眼观察干涉条纹都不会消失,无论用胶片相机还是数码相机拍照干涉条纹也不会消!何来的一观察就坍塌?也许他们的所谓观察是在双缝上装探测器,这样的所谓观察难道不是因为所装的探测器影响光干涉的条件吗?这种观察难道不是选择性眼瞎吗?我不明白为什么那么多科学家会选择性眼瞎!假如光是粒子是正确的,在双缝上装上探测器,当单个“光子”通过时如果进入探测器那么它就无法到达屏幕,因为按这个假设无论它是真正的粒子还是所谓的能量子它通过探测器时只有被它吸收了才能探测到,被探测器吸收了那它就无法去到荧屏。如果“光子”能通过探测器到达荧屏那么探测器就探测不到它!因此这种所谓的探测实验是根本做不出来的,电子双缝双实验原理也是一样的。能做出来就说明自称所谓的单“光子”或单电子是假的,而是有部分光波或电子被探测器捕获一部分通过双缝到达荧屏

用户10xxx89

用户10xxx89

6
2024-08-27 18:20

量子隐形传态是不可能存在的,这是一个伪命题

轮回

轮回

5
2024-03-05 20:18

AI机器人驾驶核聚变飞船用量子视频通讯获得地球人类的指令探索太空。

天道无极

天道无极

5
2024-03-14 13:35

一开始就吹一些科幻的东西。现实的量子纠缠又不能传递信息,有个屁用。

戴生

戴生

5
2025-03-28 18:32

到目前为止人类连光的本质属性都没搞清楚更不要说控制单个光脉冲了!我的理论是根据电磁波原理(振荡电流产生电磁波)推导出光波是由单个电子振动产生的电磁波,一个电子振动一次产生一个光脉冲,一群电子振动产生一群光脉冲。你所说的所谓单光子目前人类还无法做到,因为人类到目前为止连控制一个原子都做不到更不要说控制一个电子。你所说的探测,目前所有的探测手段也只探测一群光波,因为目前所有的感光材料都要有一定量的光波作用才能体现出来。你所谓单光子双缝干涉实验实际上是一群光波在起作用,只是要达到一定的量才能在屏幕上显示出来。你再疏理一下所有的物理理论。如果还原光的电磁波属性,用光的电磁感应原理解释光电效应,解释黑体辐射现象(在光的电磁感应原理解释光电效应实验时说的光波作用于电子电子获得的能量就是一份份的,在效果上是不连续的)也就是说光的电磁感应原理也能解释黑体辐射实验。再有就是解释康普顿效应,是光激光辐射引起的,我认为光通透明体是光激辐射也就是入射光激发透明体的电子引起透明体物质的电子共振再发射出光波,晶体里的电子振频率受晶体原子影响,不同角度的电子受激后振荡频率不一样引起康普顿实验结果这样所有物理论都顺了

ab3721a

ab3721a

5
2025-03-29 05:39

天地人都是不均匀变化的电磁场,人之间有引力和斥力,二都相互依存和转换。天、地、物都是如此。 作用(付出、因)与反作用(回报、果),做好(强)自己。物理说实验、文献报告, 天地人都是变化不均匀的电磁场,只是大小而异。 万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁力,质量也跟随变化。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用 有作用力就有反作用力,是基本平衡的,多善出少入积德。宇宙有平衡法则 从黑洞到量子,再到人都会纠缠,光子内外也有引斥力。

信任自然可求真

信任自然可求真

5
2025-01-18 10:56

将不确定当科学,是不是丧心病狂?

释仁剑

释仁剑

4
2024-03-30 12:20

如果是美国人搞出来的,全是膜拜!中国人搞出来就少不了质疑!未来无限可能!这些或许只是量子世界的小儿科!

戴生

戴生

4
2024-09-06 22:14

光的本质属性就是电磁波!没有粒子性!用光的电磁感应原理能完美地解释光电效应实验。根据本人用光波的电磁感应原理解释光电效应实验可以推导出用偏振光做光电效应实验会对逸出电子方向产生影响,逸出电子的方向与入射光波包的切线方向相同,而实验证明推论完全正确!光的电磁感应原理导论1:光的波包的磁通变化率与光的频率成正比,所以光的波泡对电子的感应能力与光的频率成正比!与实验结果相符。而光子论的假设是无法解释逸出电子方向与入射光方向无关的实验事实,而且逸出电子方向可以与入射光方向相反,爱因斯坦的光子论假设是光子撞击电子产生光电效应的,按此推论逸出电子方向应该与入射光同向,而实验事实却是与入射光方向无关反而与偏振光的偏振方向有关。所有实验证明用光波包电磁感应原理解释光电效应实验才是正确的光子论是错误的,波粒两象性更是谎谬!所谓的电子双缝干涉实验我认为是电子撞击双缝产生的衍生物,我们可以用不同材质的金属材料来做双缝中间隔栅两侧也用不同的金属看还能不能产生双缝干涉现象就知道。最简单的原因光的双缝干涉实验是不怕观察的,为什么电子双缝干涉怕观察?那是因为光的双缝干涉是真正的双缝干涉电子双缝干涉是假的双缝干涉。

戴生

戴生

4
2025-03-28 18:31

光的电磁波理论遇到最大的难题就是解释光电效应实验。我已经成功地用电磁感应原理完美地解释了光电效应实验。而且还完美地解释了假设的光子撞击电子为什么电子的逸出方与入射光方向无关的问题。而用偏振光做光电效应实验却对逸出电子的逸出方向相关!而且还能解释少量逸出电子的能量与入射光的能量成倍增加。而这些把光假设成粒子是无法解释光电效应的这些实验结果的。唯有用电磁感应原理来解释光电效应实验才能完美地解释这些实验结果。既然不存在“光量子”何来的量子通信?如果真的存在量子纠缠,那么用电子纠缠来做量子通信是最容易实现的。先制备一对纠缠态的电子把其中一个电子用导体移动到另一端(可以是1米或几万K米),然后测量其中一个电子的状态另一个电子的状态就确定了,这样就可以做出真正的量子通信了!而不用激光来骗人了。目前世界上根本就没有人能做出真正的纠缠态电子对,所以只能用偏振光的交织说成是什么光子纠缠来骗人其实本质上还是激光通信。

信任自然可求真

信任自然可求真

4
2025-03-28 23:16

❌跟屁虫名利科学院,培养大批孔乙己,看不起牛顿经验归纳/实践出真知/短衣帮,更爱假说诠释相对论之乎者也//长衫子,举人自居,趾高气扬骂“民科”,狗咬狗咬人(民科民粹不知为不知无关伪科学)。笑死个人!——假说“天鹅都是黑的”,找到一只黑天鹅,写论文发顶刊皆大欢喜,号称证明了!假说科学不算假/读书人偷书不算偷,是伟大突破物理革命!瞎搞高速低速不同,宏微观差异,纠缠宇宙唯一女朋友,不确定当科学,祸害绝对真理,二象性,空间弯曲挤脑袋,测量光速不要参考系,宇宙时时处处可放羊,运动是物质,波论场论数学冒充物理追不上芝诺乌龟,,诠释应用,黑天鹅对不确定和对称性有巨大贡献……前天有人打了一个很响的臭屁/黑天鹅,比蝴蝶效应还要猛。今天果然下雨获得了应用,臭屁应用十分广泛。……为什么只有三个人懂的相对论,获得了广泛应用呢?诠释一切诠释应用,万能骗术!——演绎卫星飞行控制,汽车轮子在最下面,电力电信导体电子运动,半导体控制电子运动,,只能用牛顿力学/弯曲空间木法搞,清清楚楚,需要写论文诠释吗?号称有鬼谁能证无?水往低处流不变现象是真理是确定性,假说后脑勺也能确定?假大空祸害子孙祸害国家沾沾自喜?

土星

土星

3
2024-02-01 09:20

太深奥了不怎么懂,不做评论

用户83xxx11

用户83xxx11

3
2024-02-28 13:58

得亏是我们国家发现的!不然评论区一帮意淫玄学分子又要叭叭个不停了[笑着哭]

创意无限循环 回复 03-30 21:40
一楼那种人不就是,[抠鼻]他就是世界,世界就是他。

悠悠十一

悠悠十一

3
2024-03-31 18:13

量子说,不要再纠缠我了[笑着哭][笑着哭]

戴生

戴生

3
2024-09-06 22:16

量子谬论已经成为物理学的灾难!

戴生

戴生

3
2024-09-06 22:15

连光的本质属性都还没搞清楚就吹弄出什么4对纠缠光子?

信任自然可求真

信任自然可求真

3
2025-03-28 23:15

悖论斯坦五大骗术V3: ——1.蔑视自然搞反公理假说。绝对速度,相对时空,无源场,,, ——2. 数学冒充物理,假说演绎方程,搞虚幻数学“物理”概念。数学相对时空、数学质量、数学能量。相对速度无穷多,有高低速之分吗?光是绝对速度钉子户?力与质量有宏观微观两套规则?数学冒充物理追不上芝诺乌龟,笑死人。 ——3. 以稀奇不确定性精度和认知进化攻击确定性万有引力绝对真理。不变现象1+1=2是自然本质绝对真理,需要修正吗?宏观电磁理论描述微观粒子电磁行为当然不行,两朵乌云和光电效应矛盾都证伪了电磁理论,骗子却借机祸害伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,搞二象性,以干涉衍射否定光是粒子,又去解释粒子/电子干涉衍射,祸害认知自然的确定性根基。 ——5. 无中生有的假说(鬼)解释稀奇谎称证明全称命题,且无耻于悖论,诱骗别人证明没有鬼,搞万能骗术!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称假说是欺骗。 (B).忽视了水星电磁力等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学思想与批判精神缺一不可,批判异常艰难也不应包容悖论欺骗!)

文渊

文渊

2
2024-02-02 08:52

量子超远距离缠绕效应,是什幺力的影响远方的另量子,目前尚不清楚,科学上有的说是光子,有的说是弦的波动,有的说是电磁波感应,如同人的灵魂感应,跟距离没有关系,但灵魂是什幺物质??当下尚是个迷!只有佛祖知道。

用户27xxx44 回复 08-19 22:11
只有一种可能,这个世界是虚拟的。纠缠是神赋予的物质性质,就是人为定义的,没有为什么。比如光速恒定,比如能量不是连续的,还有一些常数等等。

老卢

老卢

2
2024-04-06 11:56

一旦,确实速度,所有问题,将有一个明确解答

信任自然可求真

信任自然可求真

2
2025-03-28 23:15

量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质本质是带电质量体,普遍有力的相互作用和相对运动,是永远不变的。⭕️邪门纠缠比找六亲不认邪门女朋友邪太多了!!!!❌独此一女六亲不认???独此一男六亲不认???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!物质是普遍相互作用的,有条件当然可观测。………号称有鬼只是你看不到,永远不可能露馅的鬼把戏,高明吗???

信任自然可求真

信任自然可求真

2
2025-03-28 23:15

古希腊哲学 —— 真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理/知道/确定性。真理来之不易,却都是简单的,也是不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题),可证伪/乐于辩证批判。号称人人不知的空间弯曲是真理,胡编人人可知的时间是虚幻!是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,❌鼓吹不确定(不知道)是鬼迷心窍丧心病狂。不变现象(科学)是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。❌号称“相对真理”是骗术。时间不变且空间不变的现象是绝对真理,比如,1+1=2,相对速度,万有引力定律等等。仰望星空敬畏自然的地心说进化了,地心说依据的不变现象变了吗?当然没有。绝对诚实/绝对真理是自然的本质,是人类生存的依靠。

用户13xxx08

用户13xxx08

1
2024-09-27 22:05

理论上是可以实现'星际'传送的,比如到月球,到火星

信任自然可求真

信任自然可求真

1
2025-03-28 23:15

⭕️到底是量子摇号机?? 还是量子计算机?? ——— 导体与绝缘体的差异带来了电子的空间运动操控性。三极管电子运动与电平高低,电路的“与或非”运算,是标准的牛顿力学,有确定性。 量子计算搞的是哪个量子?电子,质子,三体多体量子?还是花仙子? ………量子位置稳定吗?存储记忆能力可靠吗?如何定位找到特定量子,观测特定量子,操控特定量子?如何用量子表达数字?如何实现与运算,或运算,非运算?不变现象/真理/知识/确定性是一切应用的前提和基础,崇洋媚外跟屁虫假大空,木用! ———有人说,量子计算机主要是用来产生随机密码的,为了避免误导,理解计算速度提升千万亿倍??叫量子计算机?还是应该称为量子秘码机,或量子摇号机呢?