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测量就是在测量的物理量和测量指针之间建立一个一对一的关系。在探测微观物体的物理量的时候,这个待测的系统和测量指针都可能是量子的,要满足海森堡的不确定性关系,这导致涨落成了测量中一个很重要的事情。当前所有关于量子测量的研究,普遍忽视了这种关系,这是让人震惊的。
测量的时候,要努力增进两个方面,一个是增大作用强度来增进信号的显著程度,如果作用真的很小,直觉上就只能努力减少这个所测量这个物理量的指针的涨落,一个是增进测量物理量的精度,根据测不准关系,我们需要增进这个物理量的共轭物理量的涨落。
量子压缩技术完美的体现了这个想法,但是在技术上实现完美的压缩却很难。在任何的量子技术中,需要把量子源的制备和控制考虑进来,只有整体都有效的,才是有效的量子技术。
于是考虑很多其它的量子源,各种非经典性,这就是量子计量学。但是实际上,关键是提升所测量物理量的共轭物理量的涨落,所以很多的研究实际上没有真正的价值。如果作用很强,信号明显,那么提升测量精度最实用的方法是给指针加点热,而不是用什么非经典性。非经典性,比如纠缠,的确是可以提升涨落,但是意义不大。
所以量子计量学,从本质上来说,当前的许多研究,依然是伪科学。虽然发表了大量的研究,但是没有落实到关键的地方上。这里边的关键,不是提升非经典性,而是提升涨落。利用非经典性来提升测量精度,从一开始的时候,就没有把这个事情搞清楚。不是不能研究非经典性来提升测量精度,而是提升测量精度不是只有提升非经典性。关键是看其来不合适。
这就和我们设计超级大的机器,来搬一斤苹果一样。如果加点热就可以测量精度,那么研究这么多的非经典性的意义在哪里?
这么简单的道理,结果出现了这么大范围的研究失误,是让人震惊的。
如果作用很小,指针的变化很小,那么直觉上加点热肯定是更不靠谱了。这个会在后边说,我们会看到,后选择带来了不可思议的结果。
所以,一个研究领域,必需要理论明确,概念清晰,不能一个忽悠一个。这个事情,不存在一开始就原理不清楚的事情,因为量子力学我们已经很明白了,但是还是出现了这样的结果。
但是有一些的确是量子力学中必然要有的。经典的测量中,待测的物体的物理量是确定的,唯一的。这样,测量指针就会给出唯一的结果。这个我们都非常熟悉。但是到了量子系统,由于态叠加原理,这个量子系统的物理量就可以同时存在许多个值,所以量子指针也就可以同时出现许多个测量结果。所以在量子测量中,最后会有一个测量读取读数的宏观装置,量子态的塌缩就存在这个地方。量子塌缩究竟是怎么回事情,我们并不知道。
所以量子系统是量子叠加的,这是量子测量中很重要的事情,对于后选择来说也是非常重要的。如果测量的系统就是固定的,那么就不会存在后选择这个事情。
在增进测量精度的研究中,所有的非经典性所带来的都是增强了共轭物理量的涨落,这个道理其实很好理解。因为所有的量子关联,都意味这这些物理量有关系,意味着更大的不确定性,自然就带来了更多的涨落。
所以量子技术是需要认真对待的,量子关联给人的感觉是带来更好的性能,这让我非常奇怪,一个带来更多涨落的东西怎么就会带来更好的性能呢?
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