manbet手机版受欢迎的信息

manbet手机版大众科学背景:
manbet手机版纠缠如何成为一个强大的工具(pdf)
manbet手机版Popularvetenskaplig信息:
manbet手机版Så blev sammanflätning ett kraftfullt verktyg (pdf)

manbet手机版标志

manbet手机版纠缠是如何成为一个强大的工具的

manbet手机版使用开创性的实验中,manbet手机版阿兰方面manbet手机版,manbet手机版约翰条款manbet手机版而且manbet手机版安东齐林格manbet手机版已经证明了研究和控制纠缠态粒子的潜力。manbet手机版纠缠对中一个粒子发生的变化决定了另一个粒子发生的变化,即使它们相隔太远,无法相互影响。manbet手机版两位获奖者对实验工具的开发为量子技术的新时代奠定了基础。

manbet手机版量子力学的基础不仅仅是一个理论或哲学问题。manbet手机版人们正在加紧研究和开发利用单个粒子系统的特殊特性来构建量子计算机、改进测量、构建量子网络和建立安全的量子加密通信。

manbet手机版纠缠

manbet手机版许多应用都依赖于量子力学如何允许两个或多个粒子以共享状态存在,而不管它们相距多远。manbet手机版这就是所谓的纠缠,自从量子力学理论形成以来,它一直是量子力学中最具争议的元素之一。manbet手机版阿尔伯特·爱因斯坦manbet手机版谈到了远距离的恐怖行动manbet手机版欧文薛定谔manbet手机版他说这是量子力学最重要的特征。

manbet手机版今年的获奖者探索了这些纠缠量子态,他们的实验为目前正在进行的量子技术革命奠定了基础。

manbet手机版远离日常经验

manbet手机版当两个粒子处于纠缠量子态时,测量一个粒子特性的人可以立即确定对另一个粒子进行等效测量的结果,而不需要检查。

manbet手机版量子力学的特殊之处在于,它与球的等价物在被测量之前没有确定的状态。manbet手机版就好像两个球都是灰色的,直到有人看到其中一个为止。manbet手机版然后,它可以随机拿走这对球所能接触到的所有黑色,或者显示自己是白色的。manbet手机版另一个球立刻变成相反的颜色。

manbet手机版但是怎么可能知道这些球一开始并没有固定的颜色呢?manbet手机版即使它们看起来是灰色的,也许它们内部有一个隐藏的标签,说明当有人看到它们时,它们应该变成什么颜色。

manbet手机版没有人看的时候,颜色还存在吗?

manbet手机版量子力学的纠缠对可以被比作向相反方向抛出颜色相反的球的机器。manbet手机版当鲍勃接住一个球,看到它是黑色的,他立刻知道爱丽丝接住了一个白色的球。manbet手机版在一个使用隐变量的理论中,球总是包含关于显示什么颜色的隐藏信息。manbet手机版然而,量子力学说,在有人观察它们之前,两个球是灰色的,其中一个随机变白,另一个变黑。manbet手机版贝尔不等式表明有一些实验可以区分这些情况。manbet手机版这样的实验证明了量子力学的描述是正确的。

manbet手机版纠缠双

manbet手机版获得今年诺贝尔物理学奖的一项重要研究是一项理论见解manbet手机版贝尔不平等manbet手机版.manbet手机版贝尔不等式使得区分量子力学的不确定性和使用秘密指令的替代描述成为可能manbet手机版隐变量manbet手机版.manbet手机版实验表明自然界的行为与量子力学所预测的一样。manbet手机版这些球是灰色的,没有任何秘密信息,在实验中,机会决定了哪个变成了黑色,哪个变成了白色。

manbet手机版量子力学最重要的资源

manbet手机版纠缠量子态为存储、传输和处理信息的新方法提供了潜力。

manbet手机版有趣的事情发生了,如果一个纠缠对中的粒子向相反的方向运动,然后其中一个粒子以这样的方式遇到第三个粒子,它们就会纠缠在一起。manbet手机版然后它们进入一个新的共享状态。manbet手机版第三个粒子失去了它的身份,但它最初的属性现在已经从最初的粒子对转移到单独的粒子。manbet手机版这种将未知量子态从一个粒子转移到另一个粒子的方法被称为manbet手机版量子隐形传态manbet手机版.manbet手机版这种类型的实验最早是在1997年由manbet手机版安东齐林格manbet手机版和他的同事们。

manbet手机版值得注意的是,量子隐形传态是将量子信息从一个系统传输到另一个系统而不丢失其中任何部分的唯一方法。manbet手机版测量一个量子系统的所有属性,然后将信息发送给想要重建该系统的接收者,这是绝对不可能的。manbet手机版这是因为量子系统可以同时包含每种属性的多个版本,每个版本在测量过程中都有一定的出现概率。manbet手机版一旦测量完成,就只剩下一个版本,即测量仪器读出的那个版本。manbet手机版其他人已经消失了,人们不可能了解他们的任何情况。manbet手机版然而,完全未知的量子特性可以通过量子隐形传态进行转移,并在另一个粒子中保持原状,但代价是它们在原粒子中被破坏。

manbet手机版一旦实验证明了这一点,下一步就是使用两对纠缠粒子。manbet手机版如果每一对中的一个粒子以特定的方式聚集在一起,那么每一对中未受干扰的粒子就会发生纠缠,尽管它们从未相互接触过。manbet手机版这种纠缠交换在1998年由Anton Zeilinger的研究小组首次证实。

manbet手机版纠缠的光子对(光的粒子)可以通过光纤向相反的方向传输,并在量子网络中充当信号。manbet手机版两对之间的纠缠使得在这样的网络中扩展节点之间的距离成为可能。manbet手机版光子在被吸收或失去特性之前,通过光纤发送的距离是有限制的。manbet手机版普通的光信号可以在这一过程中被放大,但这对纠缠对不起作用。manbet手机版放大器必须捕获和测量光,这就打破了纠缠。manbet手机版然而,纠缠交换意味着有可能将原始状态发送得更远,从而将其传输到比原来可能的更远的距离。

manbet手机版从未相遇的纠缠粒子

manbet手机版两对纠缠粒子来自不同的源。manbet手机版每一对中的一个粒子以一种特殊的方式聚集在一起,使它们纠缠在一起。manbet手机版另外两个粒子(图中的1和4)也纠缠在一起。manbet手机版这样,两个从未接触过的粒子就会纠缠在一起。

manbet手机版从未相遇的纠缠粒子

manbet手机版从悖论到不平等

manbet手机版这种进步是建立在多年发展基础上的。manbet手机版它始于一个令人难以置信的见解:量子力学允许一个量子系统被分割成彼此分离的部分,但这些部分仍然作为一个单一的单位。

manbet手机版这违背了所有关于因果和现实本质的通常观点。manbet手机版一件事怎么可能受到发生在其他地方的事件的影响,而不受来自它的某种形式的信号的影响呢?manbet手机版一个信号的传播速度不能超过光速——但在量子力学中,似乎不需要一个信号来连接一个扩展系统的不同部分。

manbet手机版阿尔伯特·爱因斯坦认为这是不可行的,并与他的同事鲍里斯·波多尔斯基和内森·罗森一起研究了这一现象。manbet手机版他们在1935年提出了他们的推理:量子力学似乎没有提供对现实的完整描述。manbet手机版这被称为EPR悖论,以研究人员姓名的首字母命名。

manbet手机版问题是是否有一个更完整的世界描述,量子力学只是其中的一部分。manbet手机版例如,这可以通过始终携带隐藏信息的粒子来工作,这些信息是关于实验结果的。manbet手机版然后,所有的度量都显示了执行度量的确切位置所存在的属性。manbet手机版这类信息通常称为局部隐变量。

manbet手机版在欧洲粒子物理实验室CERN工作的北爱尔兰物理学家约翰·斯图尔特·贝尔(1928-1990)仔细研究了这个问题。manbet手机版他发现有一种实验可以确定这个世界是否是纯粹的量子力学,或者是否可以有另一种带有隐藏变量的描述。manbet手机版如果他的实验重复很多次,所有有隐变量的理论都显示出结果之间的相关性,该相关性必须小于或至多等于一个特定的值。manbet手机版这叫做贝尔不等式。

manbet手机版然而,量子力学可以违反这个不等式。manbet手机版它预测的结果之间的相关性值高于通过隐藏变量所能预测的值。

manbet手机版约翰条款manbet手机版20世纪60年代,他还是一名学生时就对量子力学的基础产生了兴趣。manbet手机版当他读到约翰·贝尔的想法后,他无法摆脱它,最终,他和其他三个研究人员能够提出一个现实类型的实验,可以用来测试贝尔不等式的建议。

manbet手机版这个实验包括向相反的方向发送一对纠缠的粒子。manbet手机版在实践中,使用的是具有偏振特性的光子。manbet手机版当粒子被发射时,偏振方向是不确定的,唯一可以确定的是粒子具有平行偏振。manbet手机版这可以通过一个滤波器进行研究,该滤波器允许在特定方向上通过偏振(见图)manbet手机版贝尔不等式的实验manbet手机版).manbet手机版这是许多太阳镜使用的效果,它可以阻挡在某一平面上偏振的光,例如通过水的反射。

manbet手机版如果实验中的两个粒子都被送到朝向同一平面的过滤器上,比如垂直方向,其中一个通过,那么另一个也会通过。manbet手机版如果它们彼此成直角,一个会停止,而另一个会通过。manbet手机版诀窍是用不同方向的偏斜角度设置的过滤器进行测量,因为这样的结果可能会不同:有时两个都通过,有时只有一个,有时没有。manbet手机版两个粒子通过过滤器的频率取决于过滤器之间的角度。

manbet手机版量子力学导致了测量之间的相关性。manbet手机版一个粒子通过的可能性取决于测试其同伴在实验装置对面的偏振的过滤器的角度。manbet手机版这意味着,在某些角度上,两个测量的结果都违反了贝尔不等式,并且具有比隐藏变量控制的结果更强的相关性,这些结果在粒子发射时已经预先确定。

manbet手机版违反了不平等

manbet手机版约翰·克劳瑟立即开始进行这个实验。manbet手机版他制造了一个装置,可以一次发射两个纠缠的光子,每个光子都朝向一个滤光片,用来测试它们的偏振。manbet手机版1972年,他和博士生斯图尔特·弗里德曼(Stuart Freedman, 1944-2012)一起得出了一个明显违反贝尔不等式的结果,并与量子力学的预测一致。

manbet手机版在接下来的几年里,约翰·克劳瑟和其他物理学家继续讨论这个实验及其局限性。manbet手机版其中之一是实验通常效率低下,无论是产生粒子还是捕获粒子。manbet手机版测量也是预先设定好的,用固定角度的过滤器。manbet手机版因此存在着漏洞,观察者可以对结果提出质疑:如果实验设置以某种方式选择了碰巧具有强相关性的粒子,而没有检测到其他粒子呢?manbet手机版如果是这样的话,这些粒子可能仍然携带着隐藏的信息。

manbet手机版消除这个特殊的漏洞是困难的,因为纠缠的量子态是如此脆弱,难以管理;manbet手机版有必要处理单个光子。manbet手机版法国的博士生manbet手机版阿兰方面manbet手机版他没有被吓倒,建立了一个经过多次迭代改进的新版本的设置。manbet手机版在他的实验中,他可以记录通过过滤器的光子和没有通过过滤器的光子。manbet手机版这意味着可以检测到更多的光子,测量结果也更好。

manbet手机版在他的测试的最后一个变体中,他还能够将光子导向以不同角度设置的两个不同的过滤器。manbet手机版这种技巧是一种机制,它可以在纠缠光子被创造出来并从其源发射出去之后,改变它们的方向。manbet手机版滤光片离我们只有6米远,所以转换需要在十亿分之一秒内完成。manbet手机版如果光子到达哪个过滤器的信息影响了它从源发射的方式,它就不会到达那个过滤器。manbet手机版实验一侧的过滤器信息也不会传到另一侧,从而影响那里的测量结果。

manbet手机版就这样,Alain Aspect堵住了一个重要的漏洞,给出了一个非常明确的结果:量子力学是正确的,没有隐藏变量。

manbet手机版量子信息时代

manbet手机版这些和类似的实验为当前量子信息科学的激烈研究奠定了基础。

manbet手机版能够操纵和管理量子态及其所有层次的属性,使我们能够使用具有意想不到的潜力的工具。manbet手机版这是量子计算、量子信息的传输和存储以及量子加密算法的基础。manbet手机版有两个以上粒子的系统,所有的粒子都是纠缠在一起的,现在正在使用中,Anton Zeilinger和他的同事是第一个探索这种系统的人。

manbet手机版贝尔不等式的实验

manbet手机版贝尔不等式的实验

manbet手机版约翰条款manbet手机版用一种特殊的光照射钙原子后,钙原子可以发出纠缠的光子。manbet手机版他在两边设置了一个滤光片来测量光子的偏振。manbet手机版经过一系列的测量,他发现它们违反了贝尔不等式。

manbet手机版贝尔不等式的实验

manbet手机版阿兰方面manbet手机版开发了这个实验,用一种新的方式激发原子,使它们以更高的速率发射纠缠光子。manbet手机版他还可以在不同的设置之间切换,这样系统就不会包含任何可能影响结果的提前信息。

manbet手机版贝尔不等式的实验

manbet手机版安东齐林格manbet手机版后来对贝尔不等式进行了更多的检验。manbet手机版他通过将激光照射在一种特殊的晶体上,创造出纠缠的光子对,并使用随机数在测量设置之间转换。manbet手机版一项实验使用来自遥远星系的信号来控制滤波器,确保信号不会相互影响。

manbet手机版这些日益完善的工具使现实的应用更加接近。manbet手机版现在已经证明了通过数十公里光纤发送的光子之间,以及卫星和地面接收站之间存在纠缠量子态。manbet手机版在很短的时间内,世界各地的研究人员发现了许多利用量子力学最强大特性的新方法。

manbet手机版第一次量子革命给我们带来了晶体管和激光,但我们现在正进入一个新时代,这要感谢现代工具来操纵纠缠粒子系统。


manbet手机版进一步的阅读

manbet手机版有关今年奖项的其他信息,包括英文的科学背景,可在瑞典皇家科学院网站www.kva.se和www.dokicam.com上查阅,在那里您可以观看新闻发布会、诺贝尔演讲等的视频片段。manbet手机版有关诺贝尔奖和经济学奖的展览和活动的信息,请访问www.nobelprizemuseum.se狗万世界杯


manbet手机版瑞典皇家科学院决定将2022年诺贝尔物理学奖授予狗万世界杯

manbet手机版阿兰方面
manbet手机版1947年生于法国阿根。manbet手机版1983年博士
manbet手机版来自巴黎南部大学的奥赛,
manbet手机版法国。manbet手机版光学研究所教授
manbet手机版研究生院- Université巴黎-萨克莱
manbet手机版以及法国帕莱索École Polytechnique。

manbet手机版约翰·f·条款
manbet手机版1942年生于美国加利福尼亚州帕萨迪纳。
manbet手机版1969年哥伦比亚大学博士,
manbet手机版纽约,美国。manbet手机版研究物理学家,
manbet手机版J.F.克劳瑟公司manbet手机版核桃溪市,
manbet手机版美国CA。

manbet手机版安东齐林格
manbet手机版1945年生于奥地利里德伊姆因克里斯。
manbet手机版1971年维也纳大学博士学位,
manbet手机版奥地利。manbet手机版香港大学教授
manbet手机版奥地利的维也纳。

manbet手机版用纠缠光子进行实验,建立了贝尔不等式的违反,开创了量子信息科学的先机。


manbet手机版科学编辑manbet手机版: Ulf Danielsson, Thors Hans Hansson, Anders Irbäck, Mats Larsson,诺贝尔物理学委员会
manbet手机版文本manbet手机版:安娜Davour
manbet手机版翻译manbet手机版克莱尔:巴
manbet手机版插图manbet手机版:©Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院
manbet手机版编辑器manbet手机版:莎拉Gustavsson
manbet手机版©瑞典皇家科学院

manbet手机版引用此部分
manbet手机版MLA风格:流行信息。manbet手机版NobelPrize.org。manbet手机版2022年诺贝尔奖推广AB。manbet手机版2022年10月11日星期二。manbet手机版< //www.dokicam.com/prizes/physics/2022/popular-information/ >

manbet手机版回到顶部 manbet手机版回到顶部 manbet手机版将用户带回页面顶部

manbet手机版探索奖项和获奖者

manbet手机版寻找不同领域的热门奖项和获奖者,探索诺贝尔奖的历史。狗万世界杯