量子力学是统治原子和颗粒微世界的理论，当然具有X因子。与许多其他物理领域不同，它是奇怪而违反直觉的，这使其令人眼花and乱。 2022年诺贝尔物理学奖约翰·克劳瑟（John Clauser）和安东·齐林格（Anton Zeilinger）授予Alain Factext为了研究量子力学的启示，它引发了兴奋和讨论。
但是，关于量子力学的辩论 - 无论是在聊天论坛上，在媒体上还是科幻小说中 - 由于许多持续的神话和误解，通常都会变得混乱。这是四个。
1。猫可以死了
ErwinSchrödinger可能永远无法预测他的思想实验，Schrödinger的猫会达到互联网模因状态在21世纪。
这表明，一个不幸的猫科动物粘在一个盒子里，其中一个由随机量子事件触发的杀死开关 - 例如，放射性衰减 - 只要我们不打开盒子来检查。
我们早已知道，量子粒子可以在两个状态（例如在两个位置）同时处于同时。我们将其称为叠加。
科学家已经能够在著名的双缝实验中展示这一点，在该实验中，单个量子粒子（例如光子或电子）可以同时通过两个不同的缝隙。我们怎么知道？
在量子物理学中，每个粒子的状态也是波浪。但是，当我们通过缝隙发送一个光子流（一一一一发送）时，它会在狭缝后面的屏幕上形成两个波的模式。由于每个光子在经过缝隙时都没有任何其他光子干扰，因此这意味着它必须同时经过两个缝隙 - 干扰自身（下图）。
干扰模式。图片来源：Grayjay/Shutterstock.com
然而，要使这两个缝隙中的粒子叠加中的状态（波）必须是“相干” - 彼此之间有明确的关系。
这些叠加实验可以使用尺寸和复杂性不断增加的对象进行。一著名实验1999年，安东·齐林格（Anton Zeilinger）在1999年证明了与大分子的量子叠加碳-60被称为“ Buckyballs”。
那么这对我们可怜的猫意味着什么？只要我们不打开盒子，它真的还活着还是死了？显然，猫在受控的实验室环境中完全不像单个光子，它更大，更复杂。构成猫可能彼此的数万亿原子上的数万亿原子的任何连贯性都是非常短的。
这并不意味着在生物系统中量子相干性是不可能的，只是它通常不适用于猫或人类等大生物。
2。简单的类比可以解释纠缠
纠缠是一种量子属性，它链接了两个不同的粒子，因此，如果您测量一个粒子，那么您会自动而立即知道另一个粒子的状态 - 无论它们有多远。
常见的解释通常涉及日常物体从我们古典的宏观世界，例如骰子，卡片甚至一对奇怪的袜子。例如，想象一下，您告诉您的朋友，您在一个信封中放了一张蓝卡，在另一个信封中放了一张橙色卡片。如果您的朋友带走并打开其中一个信封并找到蓝卡，他们会知道您有橙色卡片。
但是要了解量子力学，您必须想象信封内的两张卡片中的两个卡片是共同叠加的，这意味着它们同时是橙色和蓝色（尤其是橙色/蓝色和蓝色/橙色）。打开一个信封揭示了一种随机确定的颜色。但是打开第二个仍然总是会揭示相反的颜色，因为它“怪异”链接到第一张卡片。
一个人可以迫使卡片以不同的颜色出现，类似于进行另一种类型的测量。我们可以打开一个信封，问一个问题：“您是绿色还是红牌？”。答案再次是随机的：绿色或红色。但是至关重要的是，如果卡纠缠在一起，当被问及同样的问题时，另一张卡仍然总是会产生相反的结果。
阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein隐藏的内部指令集这告诉他们给出了某个问题的颜色。他还拒绝了卡片之间明显的“怪异”动作，这些动作似乎使他们能够立即相互影响，这意味着与光速相比，沟通更快，这是爱因斯坦理论所禁止的。
但是，爱因斯坦的解释随后被排除在外贝尔的定理（由物理学家约翰·斯图尔特·贝尔（John Stewart Bell）创建的理论测试）和2022年诺贝尔奖获得者的实验。测量一个纠缠卡改变另一个状态的想法是不正确的。量子粒子只是以我们无法与日常逻辑或语言描述的方式神秘地相关联 - 就像爱因斯坦所想的那样，它们在包含隐藏的代码的同时不进行交流。因此，当您考虑纠缠时，请忘记日常物体。
3。自然是不真实的，“非本地”
贝尔的定理经常被认为证明自然不是“本地”，而是一个物体不仅直接受到其周围环境的影响。另一个常见的解释是，它暗示量子对象的属性不是“真实的”，而是在测量之前不存在。
但是贝尔的定理只允许我们说如果我们同时假设其他一些事情，那么量子物理学意味着自然不是真实的和本地的。这些假设包括一个想法，即测量仅具有一个单一的结果（而不是多重的结果，也许是在平行世界中），这些因素会随着时间的流逝而向前流动，并且我们不生活在“发条宇宙”中，在这种“发条宇宙”中，一切都已被预先确定。时间的曙光。
纠缠概念。图片来源：Jurik Peter/Shutterstock.com
尽管贝尔的定理，大自然很可能是真实的和本地的，如果您允许打破其他事情我们认为常识，例如时间前进。并且有望进一步的研究将缩小量子力学的大量潜在解释。但是，桌子上的大多数选项（例如，时间向后流动或没有自由意志）至少与放弃当地现实的概念一样荒谬。
4。没有人了解量子力学
一个经典报价（归因于物理学家理查德·费曼（Richard Feynman），但以这种形式释义Niels Bohr）推测：“如果您认为自己了解量子力学，那就不理解。”
这种观点广泛在公开场合持有。据说量子物理学是无法理解的，包括物理学家。但是从21世纪的角度来看，对于科学家而言，量子物理学在数学上也不是特别困难的。我们非常了解它，以至于我们可以高精度预测量子现象，模拟高度复杂的量子系统，甚至开始构建量子计算机。
叠加和纠缠在用量子信息的语言中解释时，只需要高中数学。贝尔的定理根本不需要任何量子物理。它可以使用概率理论和线性代数以几行得出。
真正的困难也许在于如何将量子物理与我们的直觉现实调和。没有所有答案不会阻止我们在量子技术方面取得进一步的进步。我们只能只是闭嘴并计算。
幸运的是，对于人类而言，诺贝尔获奖者方面，克劳瑟（Clauser）和齐林格（Zeilinger）拒绝闭嘴，不断问为什么。像他们这样的其他人可能有一天有助于调和量子怪异与我们的现实经验。
亚历山德罗·费德里兹（Alessandro Fedrizzi），物理学教授，Heriot-Watt大学和Mehul Malik，物理学教授，Heriot-Watt大学
