量子怪异 书山能解
量子怪异，“这不过是线性代数而已”。存在于两个地方的粒子、实际上并不波动的波，以及其行为可能取决了宇宙另一端发生的亊的物体。我向量子光学专家了解它们的工作。他们一边咬着油腻的披萨一边说，“这不过是线性代数而已。” 他们如此轻易地消除量子物理学的神秘感，这让我震惊。将所有那些违反直觉、令人费解的量子怪异特性归结为像某种代数形式那么简单的东西，并没有什么不准确的地方。那么，为什么它摆脱不了“怪异”的名称呢? 因为，每一种物理学理论都有自己独特的表达形式。比如，牛顿定律就是一组微分方程。牛顿定律可以帮助预测你在爬坡时必须以多快的速度瞪自行车才能避免不下滑。电磁学理论则是通过三维微积分来表达的。其实关键在于你需要具备求函数导数的专业知识来避免从山上滾下来，也不需要知道什么是向量积来把磁铁贴在冰箱上。你所需要的只是经验和身体的本能反应。在一些我们凭直觉认为“不可能”的情形中，数学却证明并非如此。矩阵、波动方程和概率。无法用数字描述的现象是否会真的出现？
双缝实验。既不确切地在这里、也不确切地在那里。这是著名的双缝实验的关键部分。量子理论对这种现象的解释似乎不怎么有道理，但相关数学演算却是完全合理的。一切都取决于一个加号。最终会得出一个违反直觉但却正确的预测结果。这是一种令人烦恼的胜利，量子物理学不断鼓励我们科学家利用人工智能发现一种比较简单的方法，能够在亚原子粒子之间形成量子纠缠。当光子之类粒子发生纠缠时，无论它们之间距离有多远，都可以共享量子特性情节，包括信息。这一现象在量子物理学中至关重要，也是让量子计算机的功能变得如此强大的特征之一。事实证明，对科学家来说，形成量子纠缠的纽带通常具有关系挑战性。这是因为需要先准备两个独立的纠缠对，然后测量每个纠缠对中的一个光子的纠缠强度，这被称为“贝尔态测量”。这些测量活动会导致量子系坍缩，使两个未经测量的光子发生纠缠，尽管它们从未直接相互作用过。这种“纠缠交换”过程可用于实现量子隐形传态。在2024年12月2日发表于美国《物理评论快报》周刋的一项研究中，科学家使用了PyThevs。这是一种专门为设计量子光学实验而开发的人工智能工具。相关论文作者们最初的目的是，重现量子通信中已有的“纠缠交换”协议。然而，该人工智能不断给出一种实现量子（光子）纠缠的简单得多的方法。这个人工智能工具提供了纠缠之所以会出现，可能是因无法区分光子路径：当光子可能有多个不同来源，且它们的来源变得区分不开时，它们之问就可能产生纠缠。而在此之前，它们不存在纠缠。量子物理学的这一突破简化了纠缠的过程，未来它可能会对用于安全通信的量子网络产生影响，使这些技术更具可行性。这项研究也有力地说明，物理学家可以将人工智能作为研究工具。主要是因为一旦我们开始这样做，需要思考物理学将扮演什么角色。这是一个非常有趣的结果，它以一种非常有说服力方式表明其能以何种方式成为物理学家使用的工具，人工智能助力实现量子纠缠。
量子怪异似难解，书山为海即超越。
2025年6月9日
Post By：2026/4/27 11:51:57
