量子纠缠与态叠加原理

量子纠缠与态叠加原理量子纠缠是一种量子力学现象，是1935年由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出的一种波，其量子态表达式：其中Xi,x2分别代表了两个粒子的坐标，这样一个量子态的基本特征是在任何表象下，它都不可以写成两个子系统的量子态的直积的形式。量子纠缠在定义上描述复合系统(具有两个以上的成员系统)之一类特殊的量子态，此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积。在物理学中，量子纠缠是指存在这样一些态：1、A,B,C,...,在t— \曙K—X-+¥_"1/~11时，这些态之间不存在任何相互作用；2、当t>\写r；?/K—X-+¥-"1/~11时，它们的状态由Hilbert空间(希尔伯特空间)HA,HB,HC...,中的矢量|屮(t)>A,|屮(t)>B,|屮(t)>C,...所描述，由A,B,C空间构成的量子系统ABC则由Hilbert空间HABC…二.HAxHBxHC...中矢量|屮(t)>A,|屮(t)>B,|屮(t)>C所描述，则这样的态被称为比Hilbert空间的直积态。否则称态|屮(t)>A,|屮(t)>B,|屮(t)>C,....是纠缠态。也就是说，如果存在纠缠态，就至少要有两个以上的量子态进行叠加。量子纠缠说明在两个或两个以上的稳定粒子间，会有强的量子关联。例如在双光子纠缠态中，向左（或向右）运动的光子既非左旋，也非右旋，既无所谓的x偏振，也无所谓的y偏振，实际上无论自旋或其投影，在测量之前并不存在。在未测之时，二粒子态本来是不可分割的。量子纠缠原理解释：量子纠缠本质是量子波动性的干涉叠加现象。因为量子具有波粒二象性，建立量子纠缠的本质是对量子波动性施加干涉叠加过程。纠缠态的量子处于波的叠加态，所以在纠缠态中的双光子无法区分（不能区分左右和自旋方向）。即使将它们分开依然处于叠加态。只有在测量后，叠加态才会坍缩。发生纠缠态的量子在波动性角度表现为波的叠加态；在粒子性角度表现为由纠缠量子构成的系统，系统中的成员相互关联不可以分割。自然现猜想一：宇宙在微观存在波动性隐秘关联。宇宙宏观表现为粒子具有结构形态，基本粒子通过结合创造出宏观物质世界；宇宙微观表现为波动状态没有结构形态，通过“场”的形式产生作用机制。微观世界量子具有波粒二象性，因此会发生波的一切现象。当量子建立纠缠过程产生干涉叠加现象，量子之间形成叠加态。波具有全域关联特点，即可以瞬时产生全域作用，纠缠的量子之间可以瞬时感应。波没有宏观的物质形态，所以微观纠缠量子之间的关联机制不能被观测到（可以通过波动方程描述）。结论：量子纠缠是量子波动性（叠加性）的表现效果。纠缠量子瞬时感应本质是波全域关联特点的体现。猜想二：物质空间并不存在，宇宙只是投影。宇宙本质上是由信息场构成，信息场通过“投影”方式在宏观映射出可观宇宙。物质和空间并非真实存在体只是信息的投影现象（即物质世界是信息的投影并非真实）。信息场没有结构和形态，即没有任何维度和结构（可以理解为零维）。信息的传递不受时间限制可以瞬时传递（因为信息场中没有距离所以信息可以瞬时交流）。信息场通过投影的方式映射出宏观三维世界。三维世界中所有物体与信息场中的信息相互对应。三维世界物体之间的间隔创造出距离，任何空间距离上的传递过程都要经历时间，故而宏观不能发生瞬时传递。量子纠缠本质是在信息场中建立信息感应，纠缠的量子在信息场中对应的信息发生关联。宏观世界两个相隔遥远的量子，在信息场中它们的信息可以瞬时传递，宏观量子本身是信息投影现象。所以，相隔遥远的两个量子表现出瞬时感应现象。比如，镜子中的自己或者自己的影子。镜子中的自己或者影子所处位置之间存在一定距离，但是，每一个动作都是同时发生（仿佛存在瞬时感应）。结论：宇宙是信息场的投影现象，量子纠缠本质是建立量子在信息场中对应信息之间的关联。量子纠缠的验证实验：美国马里兰大学的史砚华（YanhuaShih）做了一系列有趣的实验，包括著名的‘量子擦除实验'。在史砚华的实验是一个被称为“幽灵成像”的实验。让红光子通过—定形状的狭缝让红光子通过—定形状的狭缝它的学生兄弟蓝光子却能在遥远的另一处生成狭缝形状的圏像发出红蓝纠缠光子的纠缠光源幽灵成像示意图如图一所示，纠缠光源发出互为纠缠的红光子和蓝光子。经过偏振器之后，红蓝光子分开向不同的方向传播。在史砚华等人的实验中，与通过了狭缝的红光子互相纠缠的蓝光子被识别分离出来，投射到一个屏幕上。人们发现，红光子道路上经过的狭缝图像，像幽灵鬼影一般，呈现在蓝光子投射的屏幕上。量子纠缠的实验原理：通过干涉形成双光子纠缠，一个紫外光脉冲照射一种叫做BBO的晶体，可以有一定概率产生一对光