纠缠态（多粒子体系不能表示为直积形式的叠加态）

纠缠态（多粒子体系不能表示为直积形式的叠加态）

纠缠态 （多粒子体系不能表示为直积形式的叠加态） 次浏览 | 2022.09.22 09:59:40 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 纠缠态多粒子体系不能表示为直积形式的叠加态

Schrodinger首先提出了“纠缠态”一词，它是指多粒子体系或多自由度体系的一种不能表示为直积形式的叠加态。科学家们认为，这是一种“神奇的力量”，可成为具有超级计算能力的量子计算机和“万无一失”的量子保密系统的基础。纠缠态最早是由薛定谔和爱因斯坦提出来的，两个人虽然都被当成量子力学（QM）的奠基人，但是两位大师都反对QM所包含的正统思想，纠缠态就是他们为了批判QM所蕴含的哲学思想而提出的。复合系统中不能被写作它的分系统状态的张量积的状态称为纠缠状态。

中文名

纠缠态

外文名

Entanglement

提出者

Schrodinger

应用学科

物理学

适用领域范围

量子力学

纠缠状态概述

Schrodinger首先提出了“纠缠态”一词，它是指多粒子体系或多自由度体系的一种不能表示为直积形式的叠加态。

EntangledState纠缠状态

Entanglement:Astateofacompositesystemthatmaynotbe

writtenasaproductofthestatesofitscomponentsystems.

复合系统中不能被写作它的分系统状态的张量积的状态称为纠缠状态。

例如：两个粒子的状态为√2/2|00>+√2/2|01>，那么这个状态可以表示为|0>*(√2/2|0>+√2/2|1>)，其中两个粒子的状态并没有联系，在测量到第一个粒子的状态为|0>前后，对第二个粒子的测量都是两种状态各有1/2的可能，合适的变换也总能将它变成相应的状态。但是如果改为√2/2|00>+√2/2|11>，那么就会出现一些“奇怪”的现象，例如对其中任何一个粒子进行的变换不能改变测量结果为0或1的概率，而如果先测出一个则另一个的状态也“确定”了等。这样的状态称为纠缠态。

量子信息学告诉人们：为了进行远距离的量子密码通信或量子态隐形传输，人们需要事先让距离遥远的两地共同拥有最大的“量子纠缠态”。所谓“量子纠缠”是指不论两个粒子间距离多远，一个粒子的变化都会影响另一个粒子的现象，即两个粒子之间不论相距多远，从根本上讲它们还是相互联系的。例如，一个无自旋的粒子分裂成两个粒子，它们的自旋一定相反。但在观测到它们的自旋前，它们是随机的，对一个粒子的观测会瞬时影响到另一个粒子。科学家们认为，这是一种“神奇的力量”，爱因斯坦都无法解释，将其戏称为“遥远的鬼魅行为”。

可成为具有超级计算能力的量子计算机和“万无一失”的量子保密系统的基础。

但由于在量子通信通道中存在种种不可避免的环境噪声，“量子纠缠态”的品质会随着传送距离的增加而逐渐降低，也就是说，两个粒子之间的纠缠会因传播距离的增大而不断退化，其纠缠数量也会随之越来越少。这是导致量子通信手段目前只能停留在短距离应用上的根本原因。

不同的量子物理学理论对此有不同的解释。

1.两个粒子，只要未被观测到它们的分离，就是不实在的，只能是一个粒子。

2.有两个宇宙版本，每一个对应自旋态的一种可能。

3.有许多历史，被随机选择了一个。

4.两个粒子间有超光速的信号。

……

来源

纠缠态最早是由薛定谔和爱因斯坦提出来的，两个人虽然都被当成量子力学（QM）的奠基人，但是两位大师都反对QM所包含的正统思想，纠缠态就是他们为了批判QM所蕴含的哲学思想而提出的。

还给出了一个利用四个二粒子纠缠态作为量子信道来传送四粒子纠缠W态的方案,并且进一步给出了当量子信道为非最大纠缠态时,四粒子纠缠的一般W态的隐形传态的一个方案,同时通过构造一个5×5对角投影变换矩阵,解决了使用一般纠缠量子信道并不再引入辅助态时,态畸变的恢复问题.并且这里的对角投影变换UM也与以往文献中的不同,而且比过去文献的讨论更直接.因本文的研究是一般性的,本文关于对角的投影变换矩阵UM的变换方法等可以直接推广到任意一般纠缠信道的一般纠缠态的概率隐形传态。[1]

爱因斯坦提到的EPR态，两个粒子A,B可形成这种态:|0>A|0>B+|1>A|1>B|0>|1>代表不同的自旋态，上述态的意思是如果A粒子处于|0>(|1>)态，则B粒子必也处于|0>(|1>)态。注意，一旦这种状态形成后，理论上可以将A,B拉开至无穷远距离，但是这种关联仍然存在，即可以从对A测量所得到的状态推出B此时的状态，爱因斯坦把这种关联称为“幽灵般的超距作用”。

电子怎样处于

两个伽马光子对撞，有一定的几率产生一对正反电子对，这两个正负电子就处于纠缠态。

发展

从19世纪末到20世纪初，量子力学快速发展并完善起来，解决了许多经典理论不能解释的现象，大量的实验事实及实际应用也证明了量子力学是一个成功的物理理论。但是关于量子力学的基本原理的理解却存在不同的解释。

参考资料