网友提问:
量子纠缠是怎么回事?可以用来干什么?
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2020年6月15日,《自然》杂志发表了我国科研团队,用“墨子号”量子科学实验卫星,成功实现千公里级别的,纠缠态量子密钥分发的相关研究成果。
该项成果,意味着量子纠缠加密通信,这一“绝对无法被窃听”的技术,又被我国“修炼”的更加精进了。
那么
量子纠缠,是怎样确保己方信息绝对安全的?
又是怎样让己方信息,在被窃听的瞬间,自动作出反应的?
为什么说,量子纠缠加密过后的信息,从本质上就无法破解?
1935年,爱因斯坦,波多尔斯基,罗森,三位物理学家发表了后来被称为,EPR实验的论文,在该论文中,爱因斯坦根据量子力学的,叠加率和守恒率,认为如果把两个电子看成一个系统,那么这两个电子不论距离多远,就都还得满足守恒律。
也就是说,哪怕这两个电子相隔千万光年,他们之间的状态仍然会实时传递,要坍塌就一起坍塌。
且整个过程是无视光速的,而在当时以及今天的物理学界,真空光速,都是物质和信息传递速度的上限。
爱因斯坦在论文中指出的,这种鬼魅般的超距作用,被薛定谔看到之后,后者将这种理论现象,命名量子纠缠。
量子纠缠这种“瞬时”的特性,让它成为后来很多科幻作品中的常客,比如《三体》中的智子,就是利用量子纠缠,实现4.22光年外的比邻星,和地球的实时通信的。
但事实上,量子纠缠的“反应速度”虽然千万亿倍于光速,但处于纠缠态的量子之间,是不可能传递信息的,因为“纠缠”是一种特性,而不是一种可以被用来传输信息的规律。
今天的人类对量子纠缠的唯一应用,就是将它作为“最顶级的加密手段”
毕竟从最初的凯撒密码,到后来的恩尼格玛,加密技术都直接影响信息安全,而信息安全又影响着,人类之间一切竞争行为的胜负。
量子纠缠加密,就是将原来基于数学的加密密钥,替换为基于量子力学的“量子纠缠密钥”,这样一来信息的发送端和接收端,将共享同一个“稳定”的量子态,如果在信息的传送过程中出现窃听者,那么发送端和接收端的量子态,就将同时坍塌。
如此一来,信息的两端就都知道了窃听者的存在,并且量子状态崩溃之后,窃听者也无法再继续获取数据信息。
需要再次重申的是,在以上的整个过程中,量子纠缠仅仅是作为密钥存在的,它是一种加密手段,而不是承载信息的载体。
真正用来传递信息的,仍然是人类早已使用了数个世纪的无线电波。
量子纠缠加密的成功,归根结底,还是因为量子态的坍塌,毕竟在现有的理论体系中,量子态就是最敏感的状态,只要存在观察者,量子态就能马上做出反应。
在堪称《三体》前传的《球状闪电》结尾,人类曾在废弃的地下矿井中,进行过“没有人类观察者”的量子力学实验,但量子态依旧坍塌了,书中给出的结果是“存在非人类的观察者”,而不少科幻迷都认为,这个“非人类观察者”,就是三体文明派来的智子。
总体而言
量子力学作为目前微观世界的扛把子理论,在科学和科幻上都有很大的“戏份”,而且今天的各类芯片,本质上也都是以量子力学理论为基础的,就像人造卫星以相对论为基础一样。
在可以预见的未来,量子力学的蓬勃发展,以及关于它的各项应用,必将再次改变人类世界,就像曾经的世界,被计算机和芯片技术改变一样。
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只能说明,天地间存在心有灵犀!第六感及潜意识的存在!并不神奇玄幻!一一引航者!
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量子纠缠,简单说就是当几个粒子发生相互作用后,各个粒子所拥有的特性转化为整体性质,无法单独描述某个粒子的单独属性,只能从整体上去描述,这种现象就被称为量子纠缠!
量子纠缠的本质就在于量子世界的不确定性以及叠加态,可以用一个宏观世界的形象例子去理解量子纠缠的诡异性。
有一双手套分别装在两个不透明的袋子里,我们不知道哪个是左手套或者右手套,这两只手套就像是纠缠中的粒子!
如果我们打开任何值得袋子发现里面是左手套,哪那么另外一个袋子肯定是右手套,这种信息的呈现是瞬间的,而且一旦你打开了其中一个袋子(实施了观测行为),两个手套的“纠缠”立马终止!可以说它们之间不再有任何关系!
量子世界纠缠中的粒子就是如此,一旦你进行观测,就会影响粒子的行为,它的状态立马“坍缩”为确定性,另一个粒子的状态也会出现相应变化,不过一切都到此为止了,之后两个粒子就不存在任何关系了,也不会有任何“纠缠”了!
利用这种特性,可以利用量子纠缠原理给信息进行加密,也就是目前正在研究的“量子秘钥分发”技术,一旦有任何人试图窃听信息,接收和发送信息的人就会发现有人窃听!
当然,人类对量子纠缠现象的作用不会停留在给信息加密,随着对量子世界继续深入研究,或许有更惊人的发现!
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量子纠缠是指一个量子通过外力撞击可分裂为两个量子,两个量子会保持镜像联通状态,称为纠缠态。或者把两个量子接近,也会形成纠缠态。然后把它俩远距离分开,仍然保持纠缠态,一旦观测其中一个,远方的另一个立刻也塌缩为确定状态。两个量子之间保持着神秘迅捷的联通,远超光速。我想它们之间一定有看不见的粒子流相互沟通。这种粒子就象宏观的黑洞一样有超强引力,全部吸收射向它的光子能量,所以无法观测到它。这种粒子有人叫中微子,西方叫幽灵粒子。量子处于叠加态时,它的能量介于中微子和可见实粒子之间的隐约状态,一旦观测它,势必向它射入光子,它吸λ部分光能就转变为明确的粒子。纠缠态的两个粒子在叠加态时一定在内部有中微子沟通,一旦量子在观测下塌缩为确定态,那么中微子是否仍然保持沟通呢?我想一定是的,因为中微子可以无限吸收周围的能量,无障碍穿透一切,中微子的形迹应该不会受到量子塌缩的影响。那么这就有了用武之地,可以用于通讯事业。把信息加载于塌缩后的其中一个量子,远方的另一个量子就即刻得到信息,中间的途径神秘莫測,中微子的信息容量应远超电磁波,速度又快,人类就真正达到量子通讯了。中微子象黑洞一样人类难觅其踪,很难控制和发射。我们知道量子纠缠中有中微子的踪迹,何不顺势利导?
一旦人们发现了中微子的功能,并估测到它的位置和去向,科技会更上一个新台阶,并颠覆一部分原有错误理论。人们根据宏观黑洞,微观中微子的理论,能否制造出人类常观世界里的人造高能天体呢?
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谢邀请!
量子纠缠本身就是一个伪科学概念。为什么呢?因为所谓的光量子光子根本不存在具体实体,拿什么去纠缠?与谁去纠缠?在哪里去纠缠?任何事物的发生与作用都必须有对象,如果作用对象都找不出又怎样证实纠缠的实在性,现代的量子纠缠理论只存在于一部分人的大脑思维中,纠缠于这些人的大脑中,所以量子纠缠与客观自然演化没有关系。
在自然界中有纠缠形为的就只有电子,电子与电子的纠缠形为都只能存在于相邻位纠缠,不存在隔位纠缠,因为没有越位机制的隔空力行为,电子的任何动态形为皆由此时此刻的存在环境动态决定,环境的变化都是互为依存的相邻作用机制,不存在无视相邻作用而发生间位直接作用,自然界中万物演化的原理是动态平衡原理,是压强平衡态,是连续不间断的作用机制,所以有用的纠缠就只能是电子纠缠,量子纠缠理论没得卵用。
以上就是小编关于【量子纠缠是怎么回事可以用来干什么】的分享,希望对你有用。