糾纏態（多粒子體系不能表示為直積形式的疊加態）

糾纏態（多粒子體系不能表示為直積形式的疊加態）

糾纏態 （多粒子體系不能表示為直積形式的疊加態） 次瀏覽 | 2022.09.22 09:59:40 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 糾纏態多粒子體系不能表示為直積形式的疊加態

Schrodinger首先提出了“糾纏態”一詞，它是指多粒子體系或多自由度體系的一種不能表示為直積形式的疊加態。科學家們認為，這是一種“神奇的力量”，可成為具有超級計算能力的量子計算機和“萬無一失”的量子保密系統的基礎。糾纏態最早是由薛定諤和愛因斯坦提出來的，兩個人雖然都被當成量子力學（QM）的奠基人，但是兩位大師都反對QM所包含的正統思想，糾纏態就是他們為了批判QM所蘊含的哲學思想而提出的。復合系統中不能被寫作它的分系統狀態的張量積的狀態稱為糾纏狀態。

中文名

糾纏態

外文名

Entanglement

提出者

Schrodinger

應用學科

物理學

適用領域范圍

量子力學

糾纏狀態概述

Schrodinger首先提出了“糾纏態”一詞，它是指多粒子體系或多自由度體系的一種不能表示為直積形式的疊加態。

EntangledState糾纏狀態

Entanglement:Astateofacompositesystemthatmaynotbe

writtenasaproductofthestatesofitscomponentsystems.

復合系統中不能被寫作它的分系統狀態的張量積的狀態稱為糾纏狀態。

例如：兩個粒子的狀態為√2/2|00>+√2/2|01>，那么這個狀態可以表示為|0>*(√2/2|0>+√2/2|1>)，其中兩個粒子的狀態并沒有聯系，在測量到第一個粒子的狀態為|0>前后，對第二個粒子的測量都是兩種狀態各有1/2的可能，合適的變換也總能將它變成相應的狀態。但是如果改為√2/2|00>+√2/2|11>，那么就會出現一些“奇怪”的現象，例如對其中任何一個粒子進行的變換不能改變測量結果為0或1的概率，而如果先測出一個則另一個的狀態也“確定”了等。這樣的狀態稱為糾纏態。

量子信息學告訴人們：為了進行遠距離的量子密碼通信或量子態隱形傳輸，人們需要事先讓距離遙遠的兩地共同擁有最大的“量子糾纏態”。所謂“量子糾纏”是指不論兩個粒子間距離多遠，一個粒子的變化都會影響另一個粒子的現象，即兩個粒子之間不論相距多遠，從根本上講它們還是相互聯系的。例如，一個無自旋的粒子分裂成兩個粒子，它們的自旋一定相反。但在觀測到它們的自旋前，它們是隨機的，對一個粒子的觀測會瞬時影響到另一個粒子。科學家們認為，這是一種“神奇的力量”，愛因斯坦都無法解釋，將其戲稱為“遙遠的鬼魅行為”。

可成為具有超級計算能力的量子計算機和“萬無一失”的量子保密系統的基礎。

但由于在量子通信通道中存在種種不可避免的環境噪聲，“量子糾纏態”的品質會隨著傳送距離的增加而逐漸降低，也就是說，兩個粒子之間的糾纏會因傳播距離的增大而不斷退化，其糾纏數量也會隨之越來越少。這是導致量子通信手段目前只能停留在短距離應用上的根本原因。

不同的量子物理學理論對此有不同的解釋。

1.兩個粒子，只要未被觀測到它們的分離，就是不實在的，只能是一個粒子。

2.有兩個宇宙版本，每一個對應自旋態的一種可能。

3.有許多歷史，被隨機選擇了一個。

4.兩個粒子間有超光速的信號。

……

來源

糾纏態最早是由薛定諤和愛因斯坦提出來的，兩個人雖然都被當成量子力學（QM）的奠基人，但是兩位大師都反對QM所包含的正統思想，糾纏態就是他們為了批判QM所蘊含的哲學思想而提出的。

還給出了一個利用四個二粒子糾纏態作為量子信道來傳送四粒子糾纏W態的方案,并且進一步給出了當量子信道為非最大糾纏態時,四粒子糾纏的一般W態的隱形傳態的一個方案,同時通過構造一個5×5對角投影變換矩陣,解決了使用一般糾纏量子信道并不再引入輔助態時,態畸變的恢復問題.并且這里的對角投影變換UM也與以往文獻中的不同,而且比過去文獻的討論更直接.因本文的研究是一般性的,本文關于對角的投影變換矩陣UM的變換方法等可以直接推廣到任意一般糾纏信道的一般糾纏態的概率隱形傳態。[1]

愛因斯坦提到的EPR態，兩個粒子A,B可形成這種態:|0>A|0>B+|1>A|1>B|0>|1>代表不同的自旋態，上述態的意思是如果A粒子處于|0>(|1>)態，則B粒子必也處于|0>(|1>)態。注意，一旦這種狀態形成后，理論上可以將A,B拉開至無窮遠距離，但是這種關聯仍然存在，即可以從對A測量所得到的狀態推出B此時的狀態，愛因斯坦把這種關聯稱為“幽靈般的超距作用”。

電子怎樣處于

兩個伽馬光子對撞，有一定的幾率產生一對正反電子對，這兩個正負電子就處于糾纏態。

發展

從19世紀末到20世紀初，量子力學快速發展并完善起來，解決了許多經典理論不能解釋的現象，大量的實驗事實及實際應用也證明了量子力學是一個成功的物理理論。但是關于量子力學的基本原理的理解卻存在不同的解釋。

參考資料