关于信息的超光速传递和因果性
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John135246 楼主
百科上有段这么说:
“定域性原理表明,物体只能直接地被毗连区域发生的事件所影响,遥远区域发生的事件不能以某种超过光速的传递方式间接地影响此物体。初看之下,这句话似乎很合理,因为它似乎是狭义相对论的后果。根据狭义相对论,信息传播的速度绝不会比光速更快,否则会违背因果性,也就是说,在某种参考系可以观测到信息以逆时间方向传播,后果会早于前因发生。任何理论,假若违背了因果性,则会造成逻辑佯谬,因此,这理论无法成立。经过多次论证,物理学者发现,量子力学理论违背了定域性原理,例如,波函数坍缩或全同粒子对称化都是非定域性行为。检试贝尔定理的实验也证实量子纠缠违背了定域性原理,但量子力学理论并没有违背因果性。”
但是,①首先我不太明白因果性到底是怎么来的?先观测到后果,再观测到前因为什么不能是因为光速传播得慢导致的?就好像王五先看到张三听到了李四说话被吓了一跳的动作,王五再听到李四说话,这很正常,因为声音传播得比光慢。那为什么光这边就不能是这样呢?
2022年11月12日 10点11分 1
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John135246 楼主
②量子纠缠是不是说,对于一对由一个零自旋粒子衰变而成的两个以相反方向移动分离的粒子,如果观测完其中一个,另一个就会在瞬间无视距离地失去它自己作为“波”的性质,坍塌成本征态?
②A:如果是这样的话,那么不管它自旋方向如何,它失去“波”的性质的这应该是能被观测到的吧?这是不是就已经带有了因果性的超光速传递?因为它在这里失去“波”的性质,足以说明在别的地方,已经有人对它进行了观测。这也就是说定域性原理已经基本能被认为是错的了?
②B:如果不是,这个被纠缠的粒子此时依旧能表现出“波”的性质,和之前没有任何不同,那么网上一些有说可以用量子通信保障信息安全啥的,比如这个https://www.bilibili.com/video/BV1TP411c72p/?vd_source=c14cbfbd13578d461c056a58a47d26b0,是不是在瞎扯?
2022年11月12日 10点11分 2
吧务
level 13
①你要分清楚,观察与观测的区别,观察就是直接看到的,观测是看到后考虑光的传播时间再确定实际情况,比如你现在看到距你1光年处发生某事,现在是你观察到的,你根据距离和光速,确定该事发生在1年前,这就是观测。如果你接收到来自1光年外的某信号,半年后通过望远镜观察到1光年外的人操作某种仪器发射这个信号,说明这个信号是半年前发送的,你观测到半年前1光年外某人发射了这个信号,该信号的传输速度为2倍光速,除了需要超光速,因果顺序正常。倘若你收到1光年外某个信号后,过了一年半才通过望远镜观察到1光年外的人操作仪器发射该信号,那就是你观测到该信号是你接收到该后又过了半年才发射的,这就颠倒了因果顺序。
②波函数的坍缩与现实生活中的物体坍缩是有区别的,纠缠态的破坏也不能以经典力学的思维去看待,比如一对纠缠态的量子,给相隔300万公里的你我各一个,在你我进线观测前,这一对量子处于纠缠态,如果我先观测,1秒钟后你也观测,那么我观测到1,就能立即确认你会观测到0,你观测到0,就能立即知道我观测的1,我们不能说因为我观测到1导致纠缠态被破坏所以你观测的是0,所以信息1秒传递了300万公里,只能说我随机观测到了1所以你随机观测到了0,而你观测的0的时候你无法得知是我先观测到1所以你只能观测到0,还是你先观测到了0所以我会观测到1,你若不通过其它途径得知我先于你观测了,你就不可能知道是我先观测破坏了纠缠态还是你先观测破坏了纠缠态。也就是说,1和0只是随机的结果,只不过一个是1另一个必然是0,我只能通过观测自己信号来得知你会观测到什么信号,而不可能通过纠缠态给你传送确定的信号。
②A前面说了,虽然你我相距300万公里,你在我观测后只过了1秒就观测了,在你通过其它途径得知我先你1秒观测之前,你无法判断是我先观测破坏了纠缠态还是你先观测破坏了纠缠态,所以不能以经典力学的思维认为我观测后因果以超光速传递到了你那里。
②B,可以参考我的https://tieba.baidu.com/p/6386694200帖,人家没有瞎扯。
2022年11月13日 12点11分 3
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量子力学直接看多世界诠释吧。比哥本哈根高到不知道哪里去了
2022年11月14日 13点11分 4
量子力学没有哪个诠释让人满意的,还是闭嘴计算为好
2022年11月14日 15点11分
@普及相对论 多世界为什么不满意,我觉得很好啊
2022年11月14日 15点11分
@suhao233 自恰但不简洁,多世界本身即无法否定又无法肯定,已经脱离了科学可证伪的基本要求,多世界是否存在已经近乎个人信仰了
2022年11月14日 15点11分
@普及相对论 可以被肯定否定,随着量子技术的发展,如果一直遇不到这样一个使薛定谔方程失效的上限,那就是可以肯定的
2022年11月14日 15点11分
level 12
那我可以跟你说一下QKD一种最简单的办法你看下是不是真的保密。
基本原理如下:alice 制造不同偏振的单光子通过光纤发送给bob,bob以不同偏振基进行测量。θ1方向偏振的光子经过θ2方向的偏振片的通过概率为cos²(θ1-θ2)(马吕斯定律)。(这里只涉及线偏振光)
对于单光子来说有如下性质:1.量子态不可克隆。无法复制一个未知的量子态。2.测量坍缩,测量了之后原本的量子态就不存在了。由于单次测量无法完全获取量子态的信息,所以你也不可能重现这个量子态,这也是不可克隆的基础之一。
具体操作如下。alice发送一串单光子,每个光子的偏振从0度/90度(A组)与45度/135度(B组)随机选择。bob也随机选择这些角度的偏振片以测量光子偏振。当两者选择了同组偏振时,bob就能确定的知道alice发的偏振是啥;选择了不同组的时候,有一半概率猜对一半概率猜错。光子传输完毕后,两人将在公共经典信道中对比每次选择的组号,只保留选择了同组偏振的部分,其他舍弃,至此两人获得了一串完全相同的随机数。
如果中间有第三者eve在做窃听,只能先测量alice发出的光子,在根据结果发送另一个光子给bob。由于不可克隆,发送的量子态不能确定性地等于alice发的量子态(有可能有部分靠概率猜对)。因此在被窃听,并且alice和bob使用了同组偏振的事件中,bob有概率猜错alice发出的偏振,这和无窃听时不一致。(假如alice发了0度偏振光子,bob以0度测量,无窃听时bob一定会测量到光子,从而才对alice发的光子偏振时0度。而eve测量后发的光子不可能必然是0度,故bob可能测不到光子而认为alice发偏振的是90度从而猜错。在这里猜错的概率最低为0.25)
根据以上区别,在获得密钥之后,将选择一小部分对比是否有出错。窃听时每一位出错概率0.25,l位密钥全都不出错的概率0.75^l,随l趋于0,从而发现是否有人窃听。如未窃听alice即可加密后把密文通过公用信道发给bob,如有窃听则放弃发送。
2022年11月15日 08点11分 6
假如eve先测量了alice发出的所有光子,然后再制取大量光子对,去测量他自己制取的光子对中的一边的光子,然后再从中选取和alice发出的光子一一对应的那些,把它们另一边的光子发送给bob,这样bob和alice手上的光子对应看起来依然是完全一一对应的,是不是这样?
2022年11月15日 09点11分
@John135246 什么光子对,没听懂
2022年11月15日 09点11分
能不能这么去简化比喻,就好像alice把3只不知道是左是右的鞋的盒子发给了bob,她自己手上拿着相反的3只鞋的盒子。eve先截获了alice的这3个鞋的盒子,打开,发现是左右左。然后eve去买了7双鞋,搞出7对鞋的盒子。他打开发现按顺序是左左左右右右右好了,于是他依次选了自己这7对鞋中的④①⑤号
2022年11月15日 09点11分
@John135246 你说纠缠是吧。eve是没法获取量子态全部信息的。比如alice发的光子是0偏振,eve没抽中0/90组,用45度测量,就会认为alice发的是45度或者135度。用不用纠缠都没有意义。
2022年11月15日 09点11分
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