为了避免陷入口水战,我特意避开了那些热门的问题,找了这个一开始只有几个关注的冷门题目来答。实在是被邀请得太多了,只是希望给之前关注的朋友有个交待。没想到这个回答会吸引这么多不相关的朋友。我无意蹭什么诺奖热度,之前早就写了好几个关于量子纠缠的科普,有关注的朋友肯定已经看过了。我写的这个回答不是为了调侃,是真心觉得纠缠这东西普通人理解不了。我自认为研究了二十几年,也没有完全搞清楚。不想误导任何人,所以没办法给出什么太好的解释。请无意点进来的朋友绕路吧,看这答案是在耽误您的时间。
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这几天收到了太多类似的邀请。关于量子纠缠的问题,之前答了很多,其实不太想再说。这么专业的东西,硬往普通人嘴里塞,我其实挺抗拒的。我在科普和准确之间,永远优先选准确。
想要专业的解释,看下面这个回答吧。
因为诺奖,量子纠缠现在突然进入公众视野,贸然科普,我看很多文章都是在瞎说。有的甚至就是个初量水平,从未做过专业研究,他们其实根本也没分清量子经典的差别。
比如用抛硬币来解释,这种典型的经典关联,恰恰是量子纠缠需要排除的部分。量子纠缠就是在经典信息论已经无法工作的情况下,才出现的。
两个偶然事件之间存在关联,绝大多数是经典的。要把这些经典信息去掉,剩下的才是量子纠缠。所以可以明确的说,那些试图用日常生活举例的,就放弃吧。
量子纠缠不仅反直觉,它压根就没图像。连老爱都翻车的东西,真的劝普通人放弃。这世上有许多知识,就不是普通人能理解的。
但反过来说,日常生活中又处处存在量子纠缠。最典型的是磁学,作为最常见的量子相,大量的磁性被认为源自纠缠。
量子纠缠主要来源之一是量子关联,或量子涨落,所以大多数量子相变与纠缠密切依赖。
不过,我们也只是知道有关,是什么关系却不十分清楚。只受两体纠缠影响的一些磁性还比较简单,如果存在多体纠缠,就更麻烦了。
然而多体纠缠才是真正的未来。
为什么还原论会有四种基本相互作用,多体相互作用去哪了?因为没有可行的数学处理手段,所以多体作用在传统物理理论中直接被排除了。
现在,我们有了多体纠缠,针对多体物理的真正的研究,才总算看到一点曙光。
量子计算的优越性,本质是多体纠缠。双比特以下的量子逻辑门,能分解为Clifford线路的,都可以用经典计算机模拟。也就是说,双比特门,无论产生的量子操作多复杂,它的信息几乎都是经典的。这可能也颠覆公众认知吧?
所以真正有价值的是多比特门,它才能真正体现量子霸权。然而这样的门甚至都无法准确用现有的数学去描述,人类又该用怎样的方式去理解呢?
理论太滞后了。其实对实验来说,操控两比特或三比特,实验难度差异不大,但因为理解不了,很多时候只能退回到两比特上面,制约了实验发展。
现在理论上唯一能做的,也就是像GHZ等,那几个典型的多比特猫态。顺带一提,GHZ的Z,就是那个Z。他得奖真的实至名归,提了好多年了,也该拿了。
至于潘。。不说了。
其实,按我的理论,纠缠起作用的方面多不胜数,大多数的化学反应,只要涉及到量子相干的电荷转移态,一定依赖于纠缠的作用。只不过很多化学家抗拒量子力学,不愿意去接受。或者说,一旦接受了,很多给旧理论打补丁水论文的机会就没了。
除了化学,生命体系中,纠缠更加普遍。以前举过很多例子,比如光合作用、视觉嗅觉、神经元突触、dna突变等过程中,过去二十多年人类已积累了丰富的实验证据,有一部分也和贝尔不等式一样,在坐等诺奖。
但是生命中讲纠缠更要非常非常小心,一不小心就是玄学。大量的学者,包括某些院士,事实上从未接受过任何纠缠方面的专业训练,他们的认知甚至不如普通人,贸然讲纠缠极具危险性。
专业真的已经走得太远了,远到普通人完全望不到项背的程度。普通人要想了解,就老老实实到物理系读十年书(本四博六),再做个十年专业研究,也许你就能明白何谓纠缠了。
做不到,就老实承认这世上存在着大量对于自己的知识禁区。