正在阅读《第9章 瞬间移动、时间机器和快速转动》
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佩雷斯和伍斯特把这种现象称为“量子提取”,但贝内特坚持认为“量子隐形传态”听起来更酷[4]。他是对的。

但是,有几点限制需要明确。第一,在与爱丽丝形成叠加态之前,凯茜会坚持自己的属性。这意味着我们不能把鲍勃变成凯茜,同时保留着原来的凯茜。如果我们想要转移凯茜的属性,就必须先把这些属性剥离出来。这就是所谓的“量子不可克隆定理”,即量子信息可以传输,但不可复制。

第二,如果另一端没有检测信息的测量设备,我们就无法传输信息。在测量完凯茜和爱丽丝之后,我们仍然需要发送一个常规信号,告诉携带鲍勃粒子的人测量哪种属性。如果我们发送的信息是眼睛颜色(这一点是无法控制的),那么测量鲍勃的头发颜色是无用的,因为它已经坍缩了。

很明显,真正的量子隐形传态并不是测量眼睛的颜色,而是测量粒子的自旋和能量等。但这些性质是粒子本身的属性,所以它们可能是一样的。

如果做量子隐形传态的次数足够多,理论上我们可以把粒子的所有属性依次转移到另一个粒子上,哪怕这个粒子远在卫星。如果卫星上的粒子与地球上最初的粒子相同,这就相当于你把它传送了。

我提过量子力学的时间旅行吗

提到过一些。这是一个还在讨论的实验,叫“延迟选择量子擦除实验”,它属于霍格沃兹(4)图书馆的禁咒区,因为它腐蚀了无辜的年轻物理学家的头脑。

创造一对纠缠的粒子,把其中一个(爱丽丝)发送到简单的、另一端有屏幕的双缝设备。接着,向粒子探测器发射鲍勃。如果打开探测器,鲍勃的波函数就会坍缩;如果不打开,他将处于叠加态。

由于鲍勃与爱丽丝纠缠在一起,发生在检测器处的鲍勃身上的事情会立即影响双缝处的爱丽丝。当鲍勃靠近时,如果打开探测器,鲍勃就会坍缩,迫使爱丽丝也坍缩,她将像经典粒子一样只通过一条狭缝。然而,如果关闭探测器,鲍勃将继续处于概率波状态,而爱丽丝会同时穿过两个狭缝,直到她撞在屏幕上的某个地方,成为斑马条纹的一部分。

重复操作几百次,你会得到一个完美的结果。如果在15%的情况下打开鲍勃探测器,那么在15%的情况下,爱丽丝粒子就会以经典方式撞击屏幕,而另外85%的情况下粒子会“形成斑马条纹”。

如果把双缝放在激发爱丽丝粒子的纠缠机旁边,爱丽丝会通过它,并不得不表现出粒子性或波动性,这取决于是否探测鲍勃。但如果鲍勃探测器在一千米外呢?

想象这样一种情况,爱丽丝已经穿过双缝,而鲍勃还没有抵达探测器,且不知道是否开启了探测器。如果鲍勃被探测,爱丽丝就必须像粒子一样穿过双缝;如果鲍勃没有被探测,爱丽丝就必须像波一样穿过双缝。爱丽丝不知道是否开启了探测器,所以她不知道鲍勃是否被探测。她该怎么办?

我们延迟了爱丽丝的选择,使她在不得不坍缩的时候选择是否坍缩,因此结果发生在原因之前。像这样的机器一定很疯狂吧?1999年,金允浩建造了一台。而爱丽丝每次都做出了正确的选择。[5]以尼尔斯·玻尔的足球的幽灵之名,这怎么可能?

如果在42%的实验中设置探测器测量鲍勃,就会有42%的爱丽丝以粒子的形式通过。如果在89%的实验中设置探测器测量鲍勃,就会有89%的爱丽丝以粒子的形式通过。无论打开探测器的频率是多少,爱丽丝总会做出正确的回应。

这就好像爱丽丝看到了未来,知道鲍勃将通过纠缠链给她传递什么信息。纠缠信息的传播速度显然比瞬移还快。那么,我们能从未来向过去传递信息吗?

假设我们在实验中发射了三对纠缠粒子,并观察爱丽丝粒子。我们让鲍勃走很长的路径,要24小时才能到达。一位科学家同意在24小时内走到鲍勃探测器,并按照特定的模式开启或关闭,该模式与天气有关。如果天气晴朗,他就开—关—开,如果天气阴湿,他就关—开—关。

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