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墨子号卫星的科学实验包含三大任务:星地量子密钥分发;星地量子纠缠分发,大尺度量子非定域性检验;地星量子隐性传态;
星地量子秘钥分发之前已经批判过,不再重复,后两者技术关键也就是量子的纠缠验证与应用。到目前为止,量子纠缠验证的理论基础还是贝尔不等式,而贝尔不等式的验证本身是通过系综的方式进行的间接验证,而不是直接的测量。
仔细考察贝尔不等式的证明过程,其实可以看到里面存在的一个假设,那就是纠缠的量子对之间在彼此分离之后是不存在任何相互作用的,而一旦违反了贝尔不等式,那意味着相互纠缠的量子之间存在关联性,量子专家解释为非定域性,这样的解释是建立在量子之间不存在直接或者间接的相互作用的假设基础上,一旦量子之间保持一定的相互作用关系,好像两个小车被一根弹簧拉住,那么贝尔不等式不成立也是可以期待的,并不需要借助非定域的鬼魅解释。
对于量子层级的物理世界究竟是简单的世界还是复杂的世界可能存在很多争议,认为量子是简单的,就会将量子的特性归结到内禀性质,而从复杂系统角度来看,量子的这些内禀特性可能只是更精细内部结构运动变化呈现出来的平衡状态的表征。从我个人的计算机仿真实验中可以得出结论,两个具有简单线性运动规律系统之间如果存在反馈关系,那么无论将两个系统统一起来进行观察,或者单独观察其中一个系统的运行结果,都能发现它们已经处于复杂非线性运动的情景中,并且这样的一个系综,能够表现出来很清晰的吸引子和阶跃现象,当多个这样的系统进行叠加的时候,依然呈现出来相同的规律,这可能意味着如果将复杂系统关在一个黑箱子内部,只从输入和输出两端进行观察,无论里面的系统运行多么复杂,只要其中每个最小的子系统运行的规律没有发生改变,那么获得的结果都是大致稳定的,也许我们的世界如此稳定的原因,就是因为构成这个世界的最底层结构的运行规律是稳定的,非概率性的,这可以看作是最基本的还原主义了,而我们所观察的量子体现出来的概率特性也许只是因为我们所观察到的量子,不过是屏蔽了更细节内部的黑箱而已,所以会呈现某种概率震荡的现象。
一对所谓纠缠的量子只要没有彻底分开,而是存在某种程度的直接或者间接的反馈作用,那么观察到的结果就应该是违反贝尔不等式,如果让我在存在反馈作用与超距作用之间做一个选择,我选择反馈作用。通过所谓违反贝尔不等式来证明非定域性不够有说服力,除非真正测量了两个量子之间真的发生了超光速的作用,否则一切结论下得太早,目前没有任何一个实验直接发现了超光速现象。
验证是否违反贝尔不等式的最大漏洞不在于是否需要将这个实验放到太空中,而是人为的有目的性挑拣实验结果。无论奠基性的阿斯派克特实验还是后续的所有所谓验证性实验,都需要将大量所谓不良数据挑拣出来,只保留那些看上去理想的数据来进行计算。这种人为的干预数据的做法,当然对概率方式进行验证的贝尔不等式产生绝对性的影响,因为如此一来,你都能轻易将这个不等式是否成立按照自己的意志进行改变,只需要给出不同的挑拣数据的理由而已。
如何验证贝尔不等式,从来没有所谓距离的漏洞,我不明白将这个实验搬到太空中究竟是出于什么目的,为了消除什么漏洞?一般情况,做科学实验都是需要将实验条件尽可能控制在一个相对纯净的环境中,避免各种不可控因素的影响,而在太空与地面进行光子之间的发送接收,显然实验的条件是非常恶劣不可控的。纠缠实验采用了770n的光子,这是可见光谱中靠近红外的红色光,也是在大气中透光率最高的光谱段,遗憾的是,大自然最并不缺少这个谱段的光子,无论星地还是地星之间,如何将自然光与人工光区分出来恐怕还是个问题,因为没有哪个光子头上插个标识,让你将墨子的光子和自然的光子彼此区分开来。
从墨子卫星的文宣中可以了解到,墨子卫星通过激光打到特殊晶体上形成光子对,每次激光脉冲能打出来600万对光子,在地面上只能够接收到1,2对这样的光子,这么低的接收率,如何判断捕获的不是偶尔路过的自然光子?如何判断没有将不满意的光子给有意无意淘汰掉?作为一个实验物理学家,如何将实验做得严谨禁得起推敲是起码的要求,如果实验的目的只是为了某种宣传的优势,为了获得更多非科学的利益,那么可以说墨子卫星已经获得非常大的成功,但是回归到科学,说墨子卫星证明了非定域性,证明了量子纠缠,这样的要求就显得有些奢侈,如果一定要说墨子卫星证明了点什么,我只好说这恐怕只能证明了墨子纠缠。
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GMT+8, 2024-12-21 23:53
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