那麼量子擦除器實際上擦除了什麼呢?我們中的一人(克維亞特)在1999年和2004年合著的兩篇文章中詳細探討了這個問題。這些研究的結論是,每個人都稱之為量子擦除的現象,或許更準確地描述為量子編輯。
重點是,最終的分析元素將所有事件過濾成兩組,並且可以選擇以不同的方式進行過濾。可以將觀察到的光子分為沿導線左側路徑傳播的光子和沿右側路徑傳播的光子,或者透過改變分析器的方向,可以將光子分為產生條紋的光子和產生反條紋的光子。因此,我們可以用這兩種替代方式“編輯”現實。在延遲選擇變體中,我們可以在粒子完成它們所“做”的任何事情之後很久才進行編輯。
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“定量波粒二象性和非擦除量子擦除”,作者:P. D. D. Schwindt、P. G. Kwiat和B.-G. Englert,《物理評論A》60,4285(1999)。
“量子擦除現實的本質,或者說,自然的現實?” 作者:P. G. Kwiat 和 B.-G. Englert,發表於《科學與終極現實:量子理論、宇宙學和複雜性》,約翰·D·巴羅、保羅·C·W·戴維斯和查爾斯·L·哈珀,小,編輯,劍橋大學出版社(2004 年)。
獲取路徑資訊並隨後擦除它的整個機制與量子力學中糾纏的概念密切相關,薛定諤將糾纏描述為典型的量子力學特徵。在薛定諤的貓實驗中,薛定諤的貓(死或活)的狀態與放射性原子(衰變或不衰變)的狀態糾纏在一起。在擦除實驗中,量子物體的路徑(左或右)以完全相同的方式與標籤器(垂直或水平偏振)糾纏在一起。對於量子物理學家來說,跟蹤這種糾纏是理解擦除器作用的關鍵。
根據我們對量子力學的理解,如果將你視為一個量子系統,那麼你的波函式應該會不斷擴散——根據不確定性原理,你的動量在所有方向上都略有不確定!那麼我們為什麼不慢慢“擴散”到宇宙中呢?理解它的一種方法是我們不斷被測量。我們的位置被我們與周圍環境的相互作用“標記”,例如空氣分子從我們身上彈開,或者我們僅僅因為溫暖而不斷髮出的熱紅外光子。請記住,即使沒有人積極進行實驗來提取我們與一切相互作用的潛在位置標記資訊,它的存在也會阻止我們處於不同位置的量子疊加態。量子物理學家會說,我們與我們當地環境中的其他量子系統“糾纏”在一起。
我們實際上並不知道上一段中描述的在我們這樣的大物體身上是否會發生——量子力學的規則甚至可能不適用於大物體。正因如此,看看可以使哪些大小或種類的事物顯示出量子干涉的極限是很有趣的。據我們所知,量子力學應該適用於這些較大的尺度,但一位優秀的科學家會等待實驗證明!
更多探索
• 觀看量子擦除作用的幻燈片
• 在部落格中討論該實驗
• 實驗所需的材料
• 偏振器對光子做了什麼
• 量子擦除器的工作原理
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• 實驗故障排除
• 更多實驗
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