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量子纠缠背后的秘密

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:2013 年,Maldancena 和 Susskind 发现,量子纠缠和虫洞在数学模型上非常相似。他们猜想,量子纠缠也许就是一个微型虫洞。量子纠缠中最神秘的现象「超距作用」其实并没有超越光速,而是像虫洞那样穿越了时空。找到它,发现量子纠缠真正的秘密,就有可能理解在开天辟地、宇宙洪荒的大爆炸时刻,宇宙是怎样被建造出来的。基于量子纠缠,可以造出比现在快 1 亿倍的量子计算机,而超距作用和贝尔不等式,则把量子纠缠变成了加密通信领域的终极武器。



100 年前,量子力学的祖师爷玻尔说:如果谁没有被量子力学惊到,那他肯定不懂量子力学。


爱因斯坦:我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白。


造出第一颗原子弹的费曼更直接:没有人懂量子力学!


学了 100 多年的量子力学,今天,我们懂了吗? 




墨子号首席科学家、中国量子通信第一人潘建伟说:「如果能搞清楚为什么有量子纠缠,我可以现在去死」,接着潘老师又说:「但是现在还没搞清楚,所以我想活得长一点……」


考虑到潘院士今年才 46 岁,这句话似乎暗示着,我们在 50 年后都不一定能搞懂量子了。


这些牛人说的「不懂」,可不是小学生学不会四则运算的那种「不懂」。我们已经搞清了微观世界的所有基本规则,建立了强大的数学模型,算出来的理论预测和实验结果分毫不差,但我们还只是一个拿到使用说明书的孩子,对于其意义和目的一无所知,莫名地好委屈。


然而现在,越来越多的线索显示,量子纠缠的背后,可能隐藏着一个巨大的秘密。


2013 年,Maldancena 和 Susskind 发现,量子纠缠和虫洞(虫洞即爱因斯坦·罗森桥)在数学模型上非常相似。他们猜想,量子纠缠也许就是一个微型虫洞。


量子纠缠中最神秘的现象「超距作用」其实并没有超越光速,而是像虫洞那样穿越了时空。这就是为什么,孪生粒子能够异地千里,同呼吸、共命运的真正原因。


请认真看下图:



而在 2010 年 Van Raamsdonk 的独立研究中,发现了更为惊人的线索。


他建立了一个类似真实宇宙的三维宇宙模型,一旦在模型中去掉量子纠缠,时间和空间就会被打乱成碎片。


正是无处不在的量子纠缠,像建筑物的钢筋结构件一样,把本应支离破碎的时空编织成了一个整体。


请认真看下图:




在有进一步的实验证据之前,我们无法评价这些猜想有多靠谱。但是令理论物理学家们心跳加速的是,各条独立的线索似乎指向着同一个宝藏。找到它,发现量子纠缠真正的秘密,就有可能理解在开天辟地、宇宙洪荒的大爆炸时刻,宇宙是怎样被建造出来的。


为了传说中的 One Piece,越来越多身怀绝技的人踏上了量子时代的大航海之路。


有人说:哲学家们总是用各种方式解释世界,但问题在于改变世界。其实,科学和文明的高度,取决于我们对于世界理解的深度。


通过认识和理解世界,猿人把手中的石块换成了自然规律,拥有了改天换日的力量。当一群不食人间烟火的理工男在实验室热烈地争论原子模型时,谁能想到,30 年后广岛在火海中的哭喊?


自从 1900 年普朗克发明「Quantum」这个单词至今,量子终于从哲学辩论会的题材,变成了魔法般的黑科技。


基于量子纠缠,可以造出比现在快 1 亿倍的量子计算机,而超距作用和贝尔不等式,则把量子纠缠变成了加密通信领域的终极武器。


改变世界的时刻真的到了!

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