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一般认为,Bell不等式实验证明了超距量子纠缠,或者量子非局域性。但Bell不等式实验除了存在很多漏洞之外,还做了很多假设,但这些假设从来没有人讨论过。那么该类实验究竟有哪些隐含假设?这些假设是不是合理呢?
以光子对纠缠实验为例:
1、非相对论假设。讨论量子纠缠用的数学表达式都是非相对论量子力学理论框架下的态叠加表达式。该假设实际上不允许讨论光子的行为,但相当于强行假定了光子是充满全空间的平面波、且光速为无穷大。
2、局域实在论等于隐变量理论假设。认为否定了隐变量理论就是否定了局域实在论,没有给出可信的论证。如果两个纠缠粒子同步变化,实验结果既不能否定隐变量理论,也不能否定局域实在论。而根据我们的测量影响光子对产生理解,既没有否定局域论,也没有否定实在论,甚至不存在隐变量。
3、时序假设,认为实验过程如下:激光激发晶体,产生纠缠光子对,然后,光子对分别朝两个方向的探测器运动,再然后,分别触发对应的探测器。这条假设与第一条假设矛盾。非相对论量子力学的过程(态坍缩)是不需要时间的,如果第一条假设成立,上述过程同时发生。我们的理解中,在光子存在时间不确定性的条件下,也就是较大空间延展度的情况下,上述几个过程是相互影响的,不能确切地断定谁先谁后。
4、粒子光子假设。认为光子像经典粒子那样,以光速分别从光源运动到探测装置,在触发探测装置的时候,光子分处两地,相互无关联。这一假设与第一条假设的无穷大平面波光子矛盾。如果光子在空间的延展度很小,(实际上这是非常经典的理解,一点也不“量子”),那么根据测不准原理,其动量(导致能量)非常不确定,这与产生它们的激光光子能量不确定性很小矛盾。
5、光子对独立产生假设。认为纠缠光子对的产生与后来的测量无关。根据第一条非相对论假设,这条假设是无法成立的。在光子的空间不确定度覆盖测量装置的情况下,这一假设也和哥本哈本学派对测量的理解矛盾。
(这里也可以采用一些量子信息研究者的说法,产生光子对的晶体和测量探测光子的探测器是量子纠缠的,入射激光在纠缠的产生/探测装置上产生了一对光子,因此测量装置对光子的产生本来就有影响。)
而我们的观点是,由于入射的激光光子具有时间不确定性,导致了比较大的空间不确定性,测量装置在空间不确定性覆盖的范围之内,因此影响了光子的产生。光子对可以选择一端偏振片的偏振方向产生。由于后面的事例统计中,必须至少探测到一个光子,根据测量理论,另一个光子最大可能性也是同一偏振方向。如果偏振片的偏振方向对光子对偏振方向的影响能力很强,那么光子对的偏振方向就是其中一个偏振片的偏振方向。
也可以认为偏振片的存在是对光子对产生过程的测量,测量的结果(或者说统计中记录的测量结果)是,光子对的偏振方向必然平行于其中一块偏振片。
6、无相互作用假设。讨论采用的数学表述中没有相互作用。而根据定义,纠缠是多粒子相互作用。
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GMT+8, 2024-9-27 07:23
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