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瑞士实验显示量子信息传输速度远超光速http://www.sina.com.cn 2008年08月15日 07:49 新浪科技> 新浪科技讯 北京时间8月15日消息，据美国生活科学网报道，伟大的物理学家爱因斯坦曾对任何超光速的说法都予以驳斥，但事实很可能会表明这是他一生中犯下的为数不多的错误之一。瑞士科学家日前称，他们在实验中证实，处于纠缠状态的亚原子粒子，它们之间信号传输的速度要远远超出光速。在8月14日出版的最新一期《自然》杂志上，瑞士的5位科学家公布了他们的这项最新研究成果。瑞士科学家表示，原子、电子以及宇宙空间其他所有的微观物质都可能会表现出异常奇怪的行为，其行为规律可能与我们日常生活中传统的科学规律完全背道而驰。比如，物体可以同时存在于两个或多个场所；可以同时以相反的方向旋转。这种现象也许只有通过量子物理学来解释。量子物理学认为，任何事物之间都可能存着某种特定的联系。发生于某一物体之上的事件，可能同时对其他物体也会产生影响。这种现象称为“量子纠缠”。不管物体之间的距离有多远，同样存在“量子纠缠”的关系。爱因斯坦坚决反对“量子纠缠”理论，甚至将其戏称为“遥远的鬼魅行为”。根据量子力学理论的描述，两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能“感知”和影响对方的状态。几十年来，物理学家试图验证这种神奇特性是否真实，以及决定它的幕后原因。其实，我们可以运用形象化的说明来解释这种现象。被纠缠的物体释放出某种不明粒子或其他形式的高速信号，从而对其伙伴产生影响。此前，已有实验证实传统物理学领域中某种隐藏信号的存在，从而打消了人们对于这种隐藏信号的种种疑问。但是，仍然有一个奇怪的可能性没有得到证实，即这种未知信号的传输速率可能会比光速还要高。为了证实这种可能性，瑞士科学家开始着手对一对相互纠缠的光子进行实验研究。首先，研究人员们将光子对拆散；然后，通过由瑞士电信公司提供的光纤向两个村庄接收站进行传送，接收站之间相距大约18公里。沿途光子会经过特殊设计的探测器，因此研究人员能够随时确定它们从出发到终点的“颜色”。最终，接收站证实每对相互纠缠的光子被分开传送到接收站后，两者之间仍然存在纠缠关系。通过对其中一个光子的分析，科学家可以预测另一光子的特征。在实验中，任何隐藏信号从此接收站传送到彼接收站，仅仅需要一百万兆分之一秒。这一传输速率保证了接收站能够准确地检测到光子。由此可以推测任何未知信号的传输速率至少是光速的10000倍。爱因斯坦不仅不接受“量子纠缠”的思想，而且还坚持认为不可能存在比光速还要快的信号，任何比光速快的“鬼魅似的远距作用”都是不可思议的。根据1905年出版的爱因斯坦的相对论，他认为没有物体的运动速度能够超过光速。爱因斯坦解释说，光速属于自然界的一个基本常数：对于空间内所有的观察者来说，光速都是一样的。同样是爱因斯坦的相对论解释说，当物体加速时，物体本身的质量增加，而加速需要能量。随着物体质量的增加，维持速度所需的能量也更多。当物体以接近光速运行时，爱因斯坦经过计算说，它的质量将达到无限大，所以要使得物体继续运行的能量也要无限大，而要超过这一极限是不可能的。 而科学家们从实验中得到的结论，既可以反驳爱因斯坦的“错误”观点，也可以用来解释同一事物同时出现在不同地点这一奇异现象。爱因斯坦都无法解释的奇怪行为，正是量子物理学的魅力之处。(刘妍) |
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若两个纠缠态光子，若它们之间的信息传输需要时间的，用虫洞解释也有道理； 但若是瞬时，即不需时间的呢？ ----------------------------------------------- （任霄鹏/编译） 《自然》：量子信息传输速度可超越光速 这可能是爱因斯坦一生中为数不多的错误之一。大约60年前，这位伟大的物理学家对事物的行进速度可以超过光速的想法嗤之以鼻，尽管量子力学表明确实可能存在这种情况。眼下，5位瑞士科学家成功验证了所谓的"遥远的鬼魅行为"（spooky action at a distance，爱因斯坦批判上述想法的用语）。研究人员发现，即使将两个纠缠态亚原子粒子分隔宇宙距离，它们之间的通信也几乎是即刻的（0时间）。相关论文发表在8月14日的《自然》杂志上。 根据量子力学理论的描述，两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能"感知"和影响对方的状态。几十年来，物理学家试图验证这种神奇特性是否真实，以及决定它的幕后原因。在最新研究中，瑞士日内瓦大学的物理学家Nicolas Gisin和同事将一对纠缠态光子分离，并通过两根光纤，将二者分别从校园发送到相距18公里的两个村庄。沿途光子会经过特殊设计的探测器，因此研究人员能够随时确定它们从出发到终点的"颜色"。 实验揭示出两个事实：首先，两个光子的物理性质在途中一致地改变，正如量子理论预测的那样，一个变红，另一个同样变红。其次，这两个光子的属性改变没有可探测到的时间差，就好像有一个假想的"交警"同时给它们发信号一样。因此，两个光子间不可能是依赖通常的信息交流形式来沟通的。 该研究结果表明，无论影响光子的是什么因素，这种影响都几乎是同时发生的。根据研究人员的计算，这种影响因素起作用的速度必须要比光速快至少1万倍。考虑到宇宙时空中爱因斯坦的标准速度限制，新研究表明，控制量子纠缠态的一定是超越时空的因素。Gisin表示，一旦科学界"接受了自然界拥有这种能力（的看法），我们将试图创造一些模型来解释它"。 美国宾州州立大学的理论物理学家Martin Bojowald表示，尽管此次的研究并没有直接证实"遥远的鬼魅行为"，但它找到了这种现象所需要的"更低的速度边界"。美国加州理工学院的宇宙学家Sean Carroll说，"这是到目前为止又一个表明量子力学正确性的实验。纠缠粒子间确实拥有一种内在的联系，而不是二者间某种信号的快速传递。" 英国伦敦帝国理工学院的理论学家Terence Rudolph想得更远，他认为新研究还表明，人类为自我生存的三维空间和一维时间赋予了不恰当的重要性。而英国达特默斯学院的物理学家Lorenza Viola指出，还有更多的事实需要确定。"我相信人们一定会继续弄清纠缠态量子效应到底是什么，以及它们有多强大。" |
