【思想實驗室】量子糾纏到底在糾纏什麼？ ft. 《量子糾纏：黑爾戈蘭島的奇幻旅程》譯者方偉達老師

Рет қаралды 20,762

Күн бұрын

Пікірлер: 24

@SMEL1984 5 ай бұрын

聽方老師講話很舒服，知識豐富會美術，沒有特別信仰但接納各種宗教，加上對環境人文還有動物的研究愛好，多方位的視野造就遼闊感性的人生觀。在專業領域之餘又注重親子交流的感覺。會騎車載小孩很酷。方老師的生活多元豐富，真的是爸的多重宇宙。希望未來有機會再次邀請老師來聊天。

@PanScitw 5 ай бұрын

好的

@angelac7158 4 ай бұрын

從今天的訪談中收穫很大，感恩❤ We are knowledge spreaders. We are not knowledge keepers. Thanks for sharing.👏

@張哲綸-z2l 5 ай бұрын

對於環境問題的解決方式感到很好奇🤓 與老師的訪談也很有趣👍🏻

@QueeN_zR 5 ай бұрын

好鍾意標題😂😂到底在糾纏什麼👍👍因為常聽量子糾纏，但其實在糾纏什麼呢😂😂

@PanScitw 5 ай бұрын

詳細說明 kzbin.info/www/bejne/lZO7hXZjhrqHY7s

@whereHQC 5 ай бұрын

「因」子在纏，因子中更微小的時、紛、緲，相互作用之後再構成「果」境、相、域、宙、界。

@姜冥想-v2o 4 ай бұрын

.... 量子之基礎生態環境中亦如同男女關係欲圖長治久安保持平衡狀況則必須建立在 "若即若離" 形態下得以獲取穩定!

@23.5 5 ай бұрын

你不懂量子量子仍會糾纏你😂

@QueeN_zR 5 ай бұрын

😂😂😂

@MrJohnsonhsu 5 ай бұрын

跟ChatGPT聊CMB量子通訊問：輻射是粒子嗎？輻射並不總是由粒子組成。輻射可以分為兩種類型：電磁輻射和粒子輻射。 1. **電磁輻射**：這種輻射由電磁波組成，例如光、X射線和無線電波。這些波不具有質量和電荷，因此不被視為粒子。然而，根據量子力學，電磁波也可以被描述為光子（光量子），這些光子是無質量的基本粒子。 2. **粒子輻射**：這種輻射由帶有質量的粒子組成，例如阿爾法粒子（由兩個質子和兩個中子組成的氦核）、貝塔粒子（高速電子或正電子）和中子。這些粒子有質量和電荷（除了中子），因此確實是粒子。總結來說，輻射可以是粒子（如阿爾法粒子和貝塔粒子），也可以是由波或光子組成的電磁輻射。問：所謂量子糾纏適用於光子嗎？是的，量子糾纏適用於光子。量子糾纏是一種量子力學現象，其中兩個或多個粒子的量子狀態彼此密切關聯，無論它們之間的距離有多遠。這意味著對其中一個粒子的測量結果會立即影響到糾纏對象的測量結果，即使它們相隔甚遠。在光子的情況下，量子糾纏通常涉及它們的偏振狀態。以下是一些常見的光子糾纏實驗和應用： 1. **偏振糾纏光子對**：這是最常見的糾纏形式之一。在這種情況下，兩個光子的偏振態是糾纏的。例如，如果一個光子的偏振被測量為垂直的，則另一個光子的偏振必定是水平的，無論它們之間的距離有多遠。 2. **貝爾測試實驗**：這些實驗利用糾纏光子對來測試量子力學的非定域性和貝爾不等式。這些實驗已經證實了量子力學預測的正確性，並排除了局部隱變量理論。 3. **量子通信和量子密鑰分發**：量子糾纏光子對在量子通信中具有重要應用。糾纏光子可以用來實現量子密鑰分發（如BB84協議），這是一種利用量子力學原理實現安全通信的方法。 4. **量子計算**：糾纏光子也在量子計算中起著重要作用。量子比特（qubits）可以通過光子糾纏來實現，使得量子計算機能夠進行超快速計算。總之，光子是量子糾纏研究和應用中的重要粒子，其糾纏特性已經被廣泛驗證並應用於多種前沿技術。問：宇宙背景輻射是光子嗎？是的，宇宙背景輻射（Cosmic Microwave Background, CMB）主要由光子組成。CMB 是在宇宙大爆炸後約38萬年，宇宙冷卻到使得電子和質子結合形成中性氫原子的溫度下產生的。這一過程稱為“再結合時期”（recombination era）。在此之前，宇宙是由高能粒子和光子組成的熱等離子體，光子和粒子之間頻繁碰撞，光子無法自由傳播。再結合發生後，光子不再頻繁與物質碰撞，開始自由傳播，形成了我們今天觀測到的宇宙背景輻射。這些光子在過去的約138億年中，由於宇宙的膨脹，其波長被拉長，現在主要處於微波波段。以下是宇宙背景輻射的一些關鍵特點： 1. **全向性**：CMB從所有方向均勻地到達地球，顯示出高度的各向同性，儘管有微小的各向異性（溫度微小波動），這些波動為宇宙大尺度結構的形成提供了初始條件。 2. **黑體譜**：CMB具有極其精確的黑體輻射譜，其溫度約為2.725 K，這證明了早期宇宙的高密度和高溫狀態。 3. **偏振性**：CMB光子具有偏振特性，這些偏振模式提供了宇宙早期物理過程的重要信息，如原初引力波。總結來說，宇宙背景輻射確實是由光子組成的，這些光子自宇宙早期以來一直在宇宙中傳播，並為我們提供了有關宇宙誕生和演化的寶貴信息。問：那CMB光子間有可能有糾纏嗎？如何驗證？理論上，宇宙背景輻射（CMB）光子之間可能存在量子糾纏。這種糾纏起源於宇宙早期的量子漲落，特別是在暴脹期（inflation era）。在暴脹期，微小的量子漲落被迅速膨脹到宇宙尺度，這些漲落成為後來CMB各向異性的種子。要驗證CMB光子間的糾纏，科學家面臨幾個重大挑戰： 1. **弱信號和低噪聲**：CMB信號本身非常微弱，並且受到多種天體物理噪聲和前景污染的影響，如銀河系和其他天體的輻射。必須能夠分辨出糾纏特性所帶來的微小偏差。 2. **高精度測量**：需要極高精度的測量儀器來檢測CMB光子的量子狀態，尤其是它們的偏振特性。這些測量需要非常靈敏的探測器和低噪聲的觀測環境。 3. **糾纏證據**：需要確定性地檢測出糾纏的特徵模式。這可能涉及到高階的偏振模式分析，如E模式和B模式的分解和相關性測量。目前的研究和觀測主要集中在CMB的偏振特性，特別是B模式偏振，它可以提供關於宇宙早期暴脹期的重要信息。如果能夠在B模式中發現特定的量子糾纏特徵，那麼這將是一個強有力的證據，表明CMB光子間存在糾纏。 **具體方法包括：** 1. **偏振相關性分析**：分析CMB光子偏振模式之間的相關性，特別是E模式和B模式之間的交叉相關性。這些相關性可能會顯示出量子糾纏的特徵。 2. **非高斯性檢測**：量子糾纏可能會導致CMB信號的非高斯性（non-Gaussianity）。精確測量並分析CMB信號的非高斯性可以提供有關量子糾纏的線索。 3. **貝爾不等式測試**：如果能夠在CMB光子之間進行貝爾不等式測試，那麼可以直接檢驗量子糾纏。但是，這在實踐中非常困難，因為需要分離和測量非常遙遠且微弱的光子。雖然直接檢測CMB光子間的糾纏極具挑戰性，但隨著技術的進步和更高精度的觀測，未來有可能揭示更多有關宇宙早期量子現象的信息。問：由於CMB散佈在整個宇宙，如果能找到並控制其量子糾纏，不就可以全宇宙進行量子通訊？在理論上，如果能夠找到並控制宇宙背景輻射（CMB）光子的量子糾纏，那麼的確可能實現一種全宇宙範圍內的量子通訊系統。然而，這涉及到許多實際上的挑戰和限制。以下是一些主要的考慮因素： 1. **檢測和分離**：CMB光子散佈在整個宇宙中，並且信號非常微弱。要檢測和分離這些光子中的量子糾纏信息，需要極其靈敏和精確的儀器。 2. **噪聲和干擾**：CMB信號受到來自銀河系和其他天體的輻射噪聲的干擾。要從這些噪聲中提取出量子糾纏信息是非常困難的。 3. **糾纏保持**：即使假設CMB光子在宇宙誕生時是糾纏的，這些糾纏狀態能否在經歷了138億年的演化和各種物理過程後仍保持下來，是一個很大的問題。量子糾纏狀態非常脆弱，容易被環境擾動破壞。 4. **控制和操作**：即使能夠檢測到糾纏光子，實際上控制和操作這些光子以實現量子通訊是非常困難的。這需要在極其精細的量子層面上進行操作，並且需要克服空間上的巨大距離。 5. **量子通訊協議**：即使能控制CMB光子的糾纏狀態，還需要發展適當的量子通訊協議來利用這些糾纏態進行信息傳輸。這涉及到量子密鑰分發、量子糾纏交換等技術。儘管理論上全宇宙範圍的量子通訊看似可能，但從實際操作和技術實現角度來看，存在著極大的挑戰。現階段的量子通訊技術主要依賴於實驗室條件下產生和控制的糾纏光子對，例如通過參量下轉換（parametric down-conversion）或量子點來實現。因此，雖然CMB提供了一個極具吸引力的理論框架，但實際上利用CMB光子進行全宇宙範圍的量子通訊仍然是遙遠的未來目標。目前，科學家更多地將注意力集中在地面和近地軌道上的量子通訊實驗，這些實驗已經取得了一些初步的成功。