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1、量子原理的应用一个想象实验 赵英杰0210248设想某种炸弹的撞击开关极其灵敏，甚至一个光子的接触都可以将其引爆。现在，人们对大量炸弹进行检测，以查出哑弹。假设导致哑弹的主要原因是撞击开关处被堵塞了，只有对其进行某种撞击才能检测。但这种方法无法挑出好弹。因为一旦撞击好弹开关，则将引爆炸弹。面对这个问题，经典物理无能为力。利用量子原理可以解决这个问题。装置如图所示。一个光子撞击到反射镜时足以引爆炸弹。根据量子原理，如果被检测炸弹为哑弹，则入射光子的波函数被反射后将不会坍缩，从而两个分支的光子波函数在汇集处发生干涉，导致仅探测器可以检测到光子。如果被检测炸弹为好弹，则撞击开关上的反射镜相当于一个测

2、量仪器，导致光子的波函数被反射后坍缩为其中的一个分支，于是探测器与检测到光子几率均为1/2.可以看出，由于好弹有1/2的几率坍缩到爆炸分支上，故被测炸弹中将有一半好弹爆炸；进一步，在未爆炸的炸弹中又只有一半可以被检测出为好弹，因为探测器G与F各有1/2几率检测到光子，而只有探测器G检测到光子才能识别为好弹。因此，这种方法可以挑出1/4的好弹。重复上述步骤，好弹最终检测比例为1/41/161/641/3.分析关键在于，哑弹不会导致入射光子的波函数坍缩，好弹则会使入射光子的波函数坍缩为其中的一个分支，从而产生不同的结果。 |A|Bi|C |Bi|D |Ci|E 对于哑弹，有： |D|Gi|F |E|Fi|G 于是有： |A|Bi|Ci|D|E 2|F 即只有探测器可以检测到光子。如果反射镜不固定，即对于好弹有： |Bi|C|B或|C(几率各1/2)于是最终光子态为： |A|B (好弹)

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