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获得诺贝尔奖的量子纠缠,能实现超光速通信吗

科学探索万象经验2023-05-08

超光速通信显然可以拯救银河帝国。不幸的是,在相对论中,光速不仅仅是光子的速度,它真正代表了因果关系的速度。因此,打破光速不仅仅是能量不足的问题,它实际上从根本上违反了因果关系本身。例如,在消息发送之前就已经接到消息了。

量子纠缠通信器的概念,多年来一直在科幻小说中流行。量子纠缠通信器支持者强调的主要事实是,纠缠的影响已被明确确定为比光速传播得更快。但究竟什么是量子纠缠?我们首先从量子叠加开始,这是量子理论的核心特征。

它仍然是一个叠加态,因此两个粒子实际上都没有确定的自旋值,但是由于总和为零,当其中一个与外部世界相互作用并选择一个特定的自旋时(比如说向上),那么另一个粒子会通过坍缩来响应相反的自旋状态(向下)。奇怪的是,这显然是瞬间发生的,即使我们将这些粒子分离到很远的距离,其中一个粒子的自旋状态坍缩,另一个粒子也会立即坍缩。

一旦航天器到达了这颗系外行星,我们的想法是利用这对纠缠粒子让我们知道鲍勃是否认为这颗行星适合居住。但问题是,鲍勃究竟应该做什么才能向 爱丽丝发送成功的信息?因为事实是,我们对这些粒子所能做的就是打开盒子并与它们相互作用,从而折叠它们的波函数。

如果鲍勃这样做,那么粒子就会坍缩并选择某种自旋,以50-50的几率向上或向下。至关重要的是,鲍勃对此没有任何发言权或影响力。这意味着当爱丽丝在预期的时间查看他们的粒子时,它也会以50-50的几率向下或向上。简而言之,因为鲍勃不能强迫一个纠缠的粒子采用特定的自旋,所以没有办法实际使用它来传输任何信息。


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