叠加态

纠缠态与叠加态有什么区别

(2009-10-27 18:23:50)

标签:

杂谈

分类: 专业思考
    这个问题从我一开始接触纠缠态就一直困扰着我,一般教材也没看到相关的解释,后来才在《纠缠态——物理世界第一谜》一书上看到了一些解释。
   我的理解如下:纠缠态是叠加态的一种特殊的情形,它是由两个或两个以上的粒子构成的一个态,其特征是不能分解成两个态的乘积。单粒子没有纠缠态,但可以有叠加态,这就是纠缠态与叠加态最大的区别。一般来说,纠缠态是与可分离态相对的,如果一个多粒子态可以写成部分粒子态的乘积形式,则这个态为可分离态,否则即为纠缠态(一般书上对纠缠态的定义)。叠加态是与表象的基矢相联系的,如果基矢是完备的,那么态便可以写成这组基矢的叠加形式(即叠加态)。
  从数学角度看,纠缠是指不能因式分解,叠加是指可以因式相加。
  再看两态的起源,叠加态起源于双缝干涉实验,是量子力学五个基本假定之一,也是量子力学最诡秘难理解的地方,大致的意思是物理系统在被测量前可以处于多个状态的叠加,如薛定谔猫(生与死的叠加),惠勒的猫(此与彼的叠加)等等。纠缠态概念是1935年薛定谔提出来的,实际起源于EPR佯谬,大致的意思是两个纠缠在一起的粒子,无论分开多远,对一个粒子的操作会立即影响另外一个粒子。
   除了上述区别之外,两种态之间还是有联系的,纠缠态通过叠加态起作用,正是态的叠加导致纠缠的出现(不知道这样理解是否正解),钽显然的是假如多粒子态之间没有叠加,则系统的态便能写成分离形式,于是纠缠不出现,但是如何从物理意义的角度来理解态的叠加导致纠缠的出现,目前我还没有一个很好的理解。

所谓叠加态是指微观粒子特有的一种状态

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所谓叠加态是指微观粒子特有的一种状态,微观粒子具有同时存在于多个位置的能力,这种能力在我们宏观世界是非常不可思议的,但是在微观世界却是真实存在的,虽然爱因斯坦很反对这种叠加态概念,薛定谔甚至还设计了思想实验薛定谔的猫来嘲笑叠加态的概念,但随后的贝尔不等式证明在微观世界不成立,强有力的证明了微观粒子的确具有叠加态。千万不要把宏观世界积累的直觉和经验拿来直接判断微观世界,这个世界神奇之处往往超过我们的想象,要内心深刻认识到微观粒子的不确定性是其本质属性,并非我们技术发展不够导致微观粒子看起来不确定。
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