为什么宏观世界没有量子纠缠?或许也是有的,只不过坍塌了( 二 )


只要我们不去测量这个波包(粒子) , 那么波包(粒子)本身就和这条波是一个整体 。 所以这个波包(粒子)在空间的位置就是叠加在一起的 , 所以粒子即在这 , 又同时在那 , 可以同时处于多个位置 。 这就是叠加态的体现 。
你要是从这种角度理解量子纠缠就十分容易 。
两个纠缠粒子其实是同一条波(复合系统) , 只不过测量行为会导致这条波坍塌出两个波包(粒子) 。
【为什么宏观世界没有量子纠缠?或许也是有的,只不过坍塌了】
这两个波包在没有测量之前本来就是共同叠加态的波 。
测量就会导致叠加态消失 , 变成两个确定的波包(本征态) , 但是作为观察者的我们来说 , 好像这两个粒子(波包)可以无视空间 , 而同时作用 。 这就是量子纠缠的超光速现象 。
其实本质来说 , 纠缠粒子之间本来就是同一个粒子 。 所以对一个粒子的测量 , 其实也就是对另一个粒子的测量 , 所以量子纠缠必然是同时发生的!
但量子纠缠这种现象并不存在什么实质上的物质运动 , 所以就不能传递信息和能量 。
那为什么我们宏观世界的物体不存在量子叠加现象呢?其实这个宇宙的规律本来就没有宏观和微观世界之分 。
本质都是由微观世界的现象主导的 , 量子叠加才是宇宙中最普遍且最正常的现象 。 我们之所以无法理解量子叠加 , 是因为我们生活在叠加态已经坍塌过的宏观世界 。
基于宏观世界归纳出的牛顿力学 , 是先入为主的 , 所以我们才认为非叠加态才是正常的 , 叠加态反而不正常 。

宏观世界的叠加态消失只是因为宏观物质的比较大 , 树大招风 , 几乎都会遭受到各种干扰 , 比如宇宙中无处不在的光子会撞击宏观物质 , 这种干扰的本质就相当测量坍塌效应 , 导致宏观世界的叠加态都坍塌掉了 , 而呈现出确定的状态 。
最直接的证明就是空气分子的叠加态 , 和分子尺度上的量子纠缠 。

这就证明 , 即便比原子还大很多的物质 , 只要不被其他粒子干扰(相当于测量坍塌效应) , 依旧会出现叠加现象 。
但在现实中 , 比分子再大一点的物质就必然会遭受其他粒子的干扰 , 所以分子尺度以上的物质 , 叠加态就会因为被干扰(测量) , 全部消失掉 。
现在我们知道一个光子就是一个波包 , 这个波包的很多性质都是叠加态的 。 如果你要复制这个光子的状态 , 就得把这个光子一分为二 , 但是光子是量子 , 是不可以再分 , 所以这个方法是被堵死的 。

第二个方法就是测量这个光子的信息 , 然后根据这些信息重新还原一个相同的光子 。 但问题是 , 由于测量坍塌效应 , 一旦测量就会造成光子原来的叠加态消失 , 所以你永远无法得到这个光子原来的叠加状态 。
这就是单个光子无法克隆的性质 。
传统的电磁波通信 , 是发射频率高低不同的大量光子 , 光子频率的高低代表就是0和1 。 所以窃听者可以在光子传递的过程中偷走少部分的光子 , 通过这些光子的频率高低就可以解读出通信的内容 。

而量子通信是利用单光子不可克隆原理 进行量子密钥分发 , 理论上可以做到信息的绝对安全 。
窃听者要窃听电磁波通信 , 要么就偷走光子 , 要么测量光子 。
而单个光子一旦被偷走 , 那直接就被发现 , 这样就证明传递信息的过程已经被窃听 , 那干脆就不发送信息了 。
如果窃听者不偷光子 , 只是窃听 , 就会引发测量坍塌效应 , 也会被发现 。
只要量子通信被窃听 , 就一定会被发现 。 所以通信双方就会放弃此次通信

那要是一直窃听 , 会不会造成通信持续中断?目前来说是这样的 。 其实信息被窃听并不可怕 , 可怕的是被窃听了 , 还被获取了内容 。
量子通信最大的贡献就是得知通信过程是否被窃听 , 而不是阻止窃听行为 。
虽然窃听者可以通过持续窃听行为阻断信息的发送 。 但是我们可以换其他信道传输 。
即便其他信道也被持续窃听 , 导致信息中断 。 那还我们还有物理手段对付窃听者 。

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