量子力学— 遂穿 . 纠缠 . 那只猫(之三)

原创不易,盗版必究!作者,卜儿十二。

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不光是量子,其实宏观物体也具有“势垒贯穿”效应。当每一个量子的体积增大,它穿过势垒的概率也会随之减小。如果一个成年人想要进行穿墙的话,这个概率也是有的,大概是几千万年一次的概率。

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                      纠缠

“纠缠”又是一个与前面“隧穿”完全不同的概念,我们先来简单看一下它的定义“在量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质,则称这现象为量子缠结或量子纠缠(quantum entanglement)”。

我们找一个通俗点的比喻,来帮助大家来理解这个概念:比如我们想要知道一个孩子的学习成绩,他的父母可能会说“文科稍好,理科稍差”或者“文科稍差,理科稍好”这两种回答。我们如果给这个孩子做一张数学试卷,我们就可以准确得知他的理科成绩水平,但是如果我们对这个孩子的理科水平测得越精准,那他的文科水平就会变得越模糊,因为在量子世界当中是没有“文理综合”这一说的,我们只能单独给他考一张试卷,我们只能对其中一方面做出不能算明确的解释,但不能同时做出一样明确的解释。这就是所谓的“量子纠缠”。

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当然如果要用现实的比喻来解释量子,肯定会有不严谨的地方。因为量子纠缠是只会发生在量子力学中的现象,在经典力学中是绝对不可能发生的。

其实我们所熟悉的中国正在研究的项目——“量子通讯”就是应用了纠缠效应。理论上说量子纠缠效应是会随机发生的,这也是一个受到概率支配的事情,量子纠缠不分距离,宇宙一端的量子可以与另一端的量子发生纠缠效应,而且毫无时差。

处于纠缠状态的两个量子会不断的互相影响,用专业的数学方式表达出来是这样的:假设一个复合系统是由两个子系统A、B所组成,这两个子系统A、B的希尔伯特空间分别为  ,则复合系统的希尔伯特空间  为张量积设定子系统A、B的量子态分别为  ,假若复合系统的量子态 不能写为张量积 ,则称这复合系统为子系统A、B的纠缠系统,两个子系统A、B相互纠缠。

可能会有些难理解,但是这些知识拓展一下而已,只需要知道,不需要理解。毕竟我们连自己的世界都没弄明白,谈什么量子呢?

    后续讲薛定谔的猫,请继续关注哦!

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待续!

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