什么是量子擦除试验(揭开延迟选择量子擦除实验的神秘面纱)

之前我发过双缝干涉实验的解释,后来有网友说真正恐怖的是延迟选择量子擦除实验的结果,号称未来可以改变现在,颠覆因果律。今天我就带大家来看看它到底是咋回事。

什么是量子擦除试验(揭开延迟选择量子擦除实验的神秘面纱)(1)

原本直接测量光子通过哪条狭缝的探测器,被怀疑干扰了其运动轨迹,所以这次利用了量子纠缠效应。在双缝后面放置一个BBO晶体,这个晶体可以吸收一个光子然后放出两个只有原来一半能量的纠缠光子。虽然称其为光子,但其实是一小段电磁波。从每个缝出来的光子都会被分成两个,一个叫作实验光子,射向显示屏,用来观察是否有干涉条纹;另一个叫作信号光子,射向探测器,用来间接的判断光子是从哪个缝过来的。

这样一来,探测器只会通过测量与实验光子相纠缠的信号光子,来间接的判断原光子通过了哪条狭缝,而不会与射向显示屏的实验光子直接接触,也就不会对实验光子造成干扰。按理说这样一来,探测器是否开启都会出现干涉条纹。可实验结果却是,开启探测器后没有出现干涉条纹!就好像射向探测器的信号光子在得知自己被测量了之后,马上将这一信息告诉给了射向显示屏的实验光子。然后实验光子就立即取消了干涉。有点不可思议吧?

什么是量子擦除试验(揭开延迟选择量子擦除实验的神秘面纱)(2)

但真正恐怖的还在后面,科学家们将测量信号光子的探测器放得很远,比如一光年之外。也就是说,当实验光子打到显示屏上时,信号光子还在路上。它并不知道自己一年后会不会被探测器测量,也就不会及时的将信息告诉给实验光子,等于擦除了信号光子的路径信息。而此时实验光子是否发生干涉其实已经有了结果。然而,后来的实验结果却是:如果信号光子最终没被测量,那么显示屏上照旧会出现干涉条纹。而如果信号光子最终被测量了,那么显示屏上就不会出现干涉条纹!即未来的信息改变了现在的结果!恐怖吧?

以上便是将“延迟选择量子擦除实验”传得神乎其神的版本。

但是!注意我说“但是”了啊!

上述内容只是个别作者根据实验的大致结果而做出的个人理解式的解读!后来再经过不断的转述,才变得越来越神奇。

而实验本身的真实过程到底是个什么样子呢?

简单来说就是有abcd四个探测器,当信号光子打到半反半透镜时,有一半几率反射另一半几率穿透。

什么是量子擦除试验(揭开延迟选择量子擦除实验的神秘面纱)(3)

信号光子经过概率反射到达a或b探测器时,就意味着光子路径被探测到了,屏幕上就不会出现干涉条纹,而是一堆随机的点;当信号光子最终到达的是c或d探测器时,因为中间又增设了一个由半反半透镜和反光镜组成的随机装置,所以无法确定信号光子来自于哪个狭缝。于是此时可以认为信号光子没有被探测到,屏幕上就会出现干涉条纹。

然而,反过来说,要想让屏幕上出现干涉条纹,就需要信号光子每次都落在cd这两个探测器上才行。但那就不是随机了。所以,这到底是怎么回事?

其实,屏幕上自始至终都没有出现过干涉条纹,只是一堆随机的点。那上面说的干涉条纹又是怎么来的呢?答案是:挑出来的!是实验人员在探测器c或d接收到信号光子之后,记录下收到的时间,然后往回推。比如实验光子打到屏幕上之后过了一年信号光子才到达探测器c,那么就往回推一年,找到那个与之纠缠的实验光子落在屏幕上的点,并记录下来。就这样一个一个的将对应的点都推出来,最后就形成了干涉图样。同理,落在探测器d的信号光子也是这样往回推。将两张干涉图合在一起得到的就是那堆随机的点,和信号光子到达探测器ab的结果一样。

什么是量子擦除试验(揭开延迟选择量子擦除实验的神秘面纱)(4)

既然这些干涉图样都是这么往回推出来的,那时间过去多久也就没什么意义了,反正过去多久就又往回推了多久。根本就不存在什么未来改变现在和颠覆因果律一说!只不过都是某些作者自顾自的断章取义和过度渲染罢了。

所以,大家也需要引以为戒,不要让片面的言辞带了节奏。凡事还是尽量了解的全面一些为好。

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