非线性薛定谔方程(怎么证明它们都是在纠缠状态)

非线性薛定谔方程，怎么证明它们都是在纠缠状态？

量子通讯是不是现代版《皇帝的新装》？量子通讯和量子计算机已经成为现在各大媒体热议的话题，这一切都离不开量子，其原理就是量子力学。量子就是能量子的简称，一般都是以光子或者是光量子的形式表现出来。因为大量的科学实验证明，能量不是无限可分，能量的最小单位就是一个能量子，也就是量子。量子的表现形式是光量子，或者说是以光子的形式表现出来的。光子必须以光速运动（真空中），不能静止，如果遇到其他物体，就会要么是被吸收转化为物体的内能，。遇到物体要么是被吸收转变成物体的内能（热能或者是导致原子核外部电子轨道能级的改变），要么就是改变行进的方向（反射或者折射），光量子不可能处于静止状态。光量子没有静止质量，停止运动就意味着消失。这些都是物理学最基本的常识，凡是学过物理学的大学理科毕业生都知道。一个基本的事实就是，光量子从诞生的那个时刻起，就必须要一直运动，在真空中的运动速度就是光速。遇到物体要么是被反射或者是折射，要么就是被物体吸收，不会长生不老。举一个最通俗的例子，阳光明媚的日子光照度很强烈，阴云密布的时候光线就很暗淡。平原地区的人到了青藏高原，会感觉到紫外线辐射很强烈，在平原地区就没有这样的感觉。这是因为大气和水蒸气对光量子有强烈的吸收作用。高原地区大气稀薄，对光量子吸收少，所以紫外线就强烈，平原地区就恰好相反。阴雨天水蒸气对光线(光量子)吸收强烈，所以阴雨天光线就要减弱。从媒体得到的公开信息，墨子号量子通讯卫星实验的传送距离是1600公里，要就是说墨子号远远没有达到同步卫星的高度，必须要以8公里/秒的速度围绕着地球在椭圆形轨道上运行。好了，现在可以看看墨子号实验量子密钥分发的难度有多大。量子纠缠至少需要两个量子，一个必须在地面接收机里，另一个必须要在墨子号卫星上。这必须要做到，要么是在卫星发射前，先要把一个量子放置在卫星上，这个光量子必须要静止不动，老老实实待在卫星上，光子不动，可能吗？谁如果认为是可能的，那么就就请他把昨天阳光照射在墙上的光子提取出来，装到盒子里为大家展示一下。如果这一条做不到，那就只能在卫星进入轨道后，从地面将这个量子发送到卫星上，注意是高度1600公里，而且还是以8公里/秒的速度飞行，还要无论刮风下雨都要把这个量子发送到卫星上，中途不能被大气和水蒸气吸收。你们谁能做到？狙击手最远的击杀记录是3公里左右，瞄准的是静止目标。“潘院士”瞄准的是1600公里之外的目标，而且飞行速度是8公里/秒，“潘院士”做到了。不仅做到了，在同时另一个互相纠缠的量子还老老实实在地面接收机里呆着，很听话、很乖，就待在接收器里等着发送密钥呢。如此荒唐的事情居然还有那么多吃瓜群众相信，还有主管科研项目的官员相信，大笔一挥，“潘院士”上百亿科研经费就到手了。这个正常吗？通讯除了要做到保密之外，更重要的是可靠，需要的时候一定要把信息安全送达，如果需要的时候不能发送，这个通讯工具就是一个摆设、道具。从公开发布的信息可以知道，墨子号不是一个地球同步卫星，总是在轨道上环绕地球飞行，只有在通过接收机上空很短的时间内可以收发信息，其他时间只能等待。也就是说，需要发送信息时，必须要等卫星飞过来的时候才能用，其他时间只能等着，急也没有用。这样的卫星可靠吗？能用吗？因此从本质上说，墨子号就是一个道具，诈骗科研经费的工具。“墨子号”这个项目本身就是漏洞百出、荒唐无比。量子力学的应用范围是在一个原子内部，例如，研究原子内部电子轨道的跃迁，研究电子在接受了什么样的量子激发后，会摆脱原子和束缚成为自由电子等，所谓的“光电效应”就是电子在被量子激发后产生的。量子力学中有一条最基本的原理，就是测不准原理，也可以叫做不确定性原理，是由海森堡于1927年提出的，这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度。该原理表明：一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。这是因为测量过程就是一种外部干预过程，例如光照射到电子，可以看成是光量子和电子的碰撞，波长λ越短，光量子的动量就越大。用将光照到一个粒子上的方式来测量一个粒子的位置和速度，一部分光波会被此粒子散射开来，由此确定其位置。但人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间的距离更小的程度，所以为了精确测定粒子的位置，必须用短波长的光。这个量子在测量过程中会扰动被测量的粒子，并以一种不能预见的方式改变粒子的速度和状态。所以如果要想测定一个粒子的精确位置的话，那么就需要用波长尽量短的波，这样的话，对这个量子的扰动也会越大，对它的速度测量也会越不精确；如果想要精确测量一个粒子的速度，那就要用波长较长的波，那就不能精确测定它的位置。这就是测不准原理要表达的内涵。除了测不准原理之外，量子力学强调的是概率分布，量子力学理论主要是应用于解释原子内部的电子云的分布概率，其理论框架是由下列五个假设构成的：（1）微观体系的运动状态由相应的归一化波函数描述。（2）微观体系的运动状态波函数随时间变化的规律遵从薛定谔方程。（3）力学量由相应的线性厄米算符表示。（4）力学量算符之间有确定的对易关系，称为量子条件；坐标算符的三个直角坐标系分量与动量算符的三个直角坐标系分量之间的对应关系称为基本量子条件；力学量算符由其相应的量子条件确定。（5）多粒子体系的波函数对于任意一对粒子交换而言具有对称性：玻色子系的波函数是对称的，费米子系的波函数是反对称的。注意这里谈到的是5个基本假定，不是经过验证的科学事实。因此，量子力学如果要进入实际应用领域，首先要确定量子力学的测量方法和技术。另外要强调一下，量子力学的应用范围是在一个微观体系内，不能无限扩展到宏观世界。还有一个，要确定一个物理量必须要有合适的测量方法和技术，例如，量子的动量和角动量是怎么测定的？怎么测定一对量子（光量子）处于纠缠状态？以概率状态存在的粒子可以得到准确的测量值吗？最难实现的是，光量子不能静止，必须要以光速运动，否则就会被物体吸收转变成内能，或者是被反射，光子被反射后还是要以光速运动。换句话说，即使确认有一对量子处于纠缠状态，容纳这两个量子的设备也必须要以光速随着量子一起同向运动，否则量子遇到其他物体就会被吸收，转化为物体的内能。量子纠缠也就消失了。先不说让物体以光速运动是不可能的事情。对于任何科学理论来说，如果想转变成实用技术，首先要基于可重复的科学实验，必须可以精确测量。就拿量子力学来说，全部理论体系都是建立在一个测不准原理和5个假设之上，显然是离实际应用还相差太远。如果要将量子纠缠应用于量子密钥的分发，首先要证明量子纠缠存在，而且可控，这种实验必须可以重复。如果要将量子叠加原理应用于量子计算机，首先要有实验证明被叠加的量子可以复原，也就是说量子叠加存储的信息可以读取，没有这些可重复的基础实验，很难让人相信所谓的“量子通讯”和“量子计算机”不是一个骗局。还有一个量子被叠加储存，怎么保证这个量子不被物体吸收，转变成物体的内能，这个问题在技术上是不可能实现的。技术上不可能实现的东西，被有人做成了量子通讯卫星，做成了量子计算机。只有一个可能，就是那个忽悠量子通讯和量子计算机的人是骗子，而且还是如假包换，货真价实的骗子。看到一个合肥中科大的一个“副研究员”写的文章，说什么发明了一种晶体，接收到一个光量子照射后会变成两个互相纠缠的光量子，一个飞到地面接收机，一个飞到通讯卫星上。编造这样的谎言也太低级了吧？先不说是不是违反了能量守恒定律，就说卫星以8公里/秒的速度在天上飞，卫星高度超过1000公里，而地面接收机固定不动，放射出来的一对互相纠缠的光子怎么同时击中卫星和地面接收机的？这一对光子还要同时到达，否则互相纠缠也没有用了，这还不算高难度动作，还要在光量子到达目的地的瞬间，同时完成量子密钥的加载和读取，如此精确的控制，恐怕只有外星人能做到，“潘院士”是外星人吗？量子纠缠状态的密钥分发还有一个问题，就是怎么把这对互相纠缠的量子分开，一个放置在卫星上，要经受火箭起飞时几个g的加速度，这可不是一般的干扰，宇航员不经过特殊训练都无法承受，量子在这样的条件下还能保持不被物体吸收，还能保持纠缠状态，凭这一项就有资格获诺奖。不仅如此，在太空中卫星完全暴露在高能宇宙射线的辐射下，怎么防止这个量子不被宇宙射线破坏？地面接收机上的量子是处于静止状态，光量子如果可以静止，光速不变原理立刻坍塌，狭义相对论的基础也就完蛋了，这个量子通讯项目不仅搞垮了量子力学，也搞垮了狭义相对论，真是一箭双雕呀！还不应该再拿两个诺奖回来？读者看到这里，就会立刻产生一个疑问，通讯保密是不是真的可以做到？回答是肯定的，因为二战时期纳粹德国已经发明了不可破译的密码。具体办法就是，制造一对加密、解密机械装置，这两台机器是反向运行的，如果加密机将电报明码中的字母A正向移动6个字母序列，生成的新字母是G，但是接收机是反向移动6个字母序列，G又被还原为字母A。对于一篇明码电报，加密机对于每个字母序列的移动数字是随机的，因此外人收到的电报码是一堆乱码，因为随机码产生的方式有无穷多，破译根本毫无规律可循，所以在理论上是不可破译的。现代保密通讯，只不过是机械装置变成了电子装置，机械随机加密变成了电子随机加密，原理是一样的，同样是不可破译的。谁听说过美国、英国、俄罗斯、法国的通讯密码被破译了？不过这些国家从来都没有想过要搞什么量子通讯，因为他们不担心被其他人破译。真要是发生战争，没人会去破译对方的密码，而是直接摧毁对方的通讯卫星，让对方变成瞎子、聋子。现在还要进一步追问量子通讯到底是基于什么原理？如果说是基于量子纠缠，那就要问一下这一对互相纠缠的量子是怎么发现的，用什么方法确定它们都是处于互相纠缠状态的？根据测不准原理，如果测量了状态，位置就无法确定。怎么知道这一对光子（量子）是一个在卫星上，一个在地面接收机上？最重要的一个问题就是，光量子无论是在卫星上还是在地面接收机里，怎么保证量子不被物体吸收？如果光量子可以长生不老，人出去晒太阳后是不是可以在实验室里把太阳能的光量子提取出来？如果确认了光量子的位置，又怎么确认它们还是处于互相纠缠状态？量子力学的测不准原理就决定了这个问题是不可能解决的，如果解决了量子力学的大厦立刻就崩塌。还有一个，量子一旦开始纠缠了，就永远处于纠缠状态，不会消失不见吗？如果有办法使一对光量子处于永远纠缠状态，用同样的办法就可以制造第二对互相纠缠的量子，以此类推，所有的量子都可以处于纠缠状态。这可能吗？这种绝不可能的事情居然还有这么多人相信，这才是真正值得反思的问题。假如说处于纠缠状态的量子不能被干扰，一有干扰纠缠状态就消失了。那好，加载密钥的过程是不是一种外部的干扰？接收机读取密钥的过程是不是外部干扰？一旦有信息加载密钥量子纠缠的状态就消失了，密钥怎么分发的？这些互相矛盾的东西，毫无根据的事情，居然被一个院士的团队“做”出来了，说明了什么？说明不是骗子高明，是相信这些鬼话的人太愚蠢。

量子纠缠到底是靠想象的伪科学？

量子纠缠，毋庸置疑是客观存在的，是科学的，理论和实验都已经验证过的东西，无需怀疑。

量子纠缠之所以一直以来都受到各种非议，就是因为量子纠缠有一种鬼魅般的超距作用，这似乎和相对论是矛盾的，因为相对论不允许任何物质的速度超过光速。即便是爱因斯坦，在开始的时候都不赞同量子纠缠，他就是通过提出EPR缪样（量子纠缠的起源）来反对量子力学的。但是，后续的实验却都证明了量子力学确实是微观粒子世界运行的基本规律，整个粒子世界都是概率和不确定的。爱因斯坦讨厌这些，他认为上帝不会挣骰子，但是却又不得不承认量子力学确实能够描述微观世界，承认量子力学在物理学中的地位。而后续的科学家们，也慢慢把量子力学完备了起来，成为了现代物理学的两大支柱之一（另外一个是相对论）。

而量子纠缠作为量子力学里面的一个现象，自然而然是客观存在的，正确的。而目前，人们早已经实现了纠缠态量子的制备，特别是我国的潘建伟院士，不仅实现了超远距离的量子纠缠分发，还首次制备了6个光子3个自由度的多粒子纠缠态制备。这些实验结果切切实实地证明量子纠缠不仅仅是理论预言，而是确确实实存在的客观事实。

那么为什么量子纠缠可以看似超光速而违反相对论呢？我想可以从两个方面了解释：

1.量子纠缠，两个量子之间并没有信息传递，它们是一个整体，这样也就并不违反相对论。

两个纠缠态的粒子，只能用一个状态函数描述它们整体的状态，而不能去分别描述单个粒子。就是说，一旦两个粒子纠缠，这两个粒子就失去了自身原来的各自属性，合二为一的变成了一个统一的整体。只有我们在观测它们的时候，把它们的纠缠态破坏掉，它们才会恢复自由状态，重新拥有各自的特征属性。

但是问题就出在这个恢复各自状态的过程中：纠缠态粒子各自恢复自己的状态时，是随机恢复的，并不是原来是咋样恢复后还是咋样。比如两个光子，一个自旋上，一个下。如果纠缠后，这两个光子就没有了自身的自旋态，而是统一到了一个整体的自旋态上。当纠缠态被打破时，这两个光子随机的获取自旋为上的量子态或自旋为下的量子态，完全是一个概率问题，是“上帝在挣骰子决定那个光子获得自旋为上的状态，那个获得为下的状态”。当然，这也就是量子力学的本质，一切都是随机的、概率的。

所以，在纠缠态打破时，粒子这样随机的获取量子态，更本就没有传递信息。也就无从说量子纠缠超越了光速，超越了时空。

2.量子力学和相对论本来就有矛盾，量子纠缠看似违法相对论也属实正常。

本来量子力学和相对论就有矛盾，量子力学认为一切力都是粒子交换的结果，而相对论则认为引力是时空扭曲的结果。更进一步，相对论和量子力学在四种力的统一和形成问题上，存在了本质矛盾。所以，虽然目前相对论和量子力学都是正确的，但是总有一天会发现二者之一必有一个具有一定的局限性，或许它们都是某个更为高级理论的近似结果，就像牛顿经典力学只是相对论某些情况下的近似。

所以，量子纠缠在目前来看，似乎和相对论矛盾。但是，在更高一级理论来看，却是统一的。因为更高一级理论，完全研究透彻了量子纠缠的基本原理，彻底修补了相对论和量子力学的缺陷，使它们有机地融合在了一起。

以上就是我的回答，喜欢的就点个赞和关注吧~

有没有什么烧脑但是不是很吓人的电影？

给大家分享一部烧脑的小制作电影《平行森林》

主角杜燕在一次车祸中是去了儿子，她因此非常内疚，万念俱灰的她住在自家经济不景气的森林会所，失去了生活的动力。一个清晨，巡视森林的她遇到了另一个“自己”并被“她”袭击，跟随着那个人，她来到了那个被封锁的外国人试验场，一场噩梦便从这里开始。

杜燕在林中迷了路，无论她怎么做记号都会回到原点，并且绑在树上的丝巾也凭空消失，她很害怕立即回到了自己家中，并且向丈夫白岭讲述自己的遭遇，她告诉丈夫遇到了另一个自己并被袭击，昨天外套上的枪眼就是因此留下的，她认为那个试验场可能是一个平行空间。但是丈夫却告诉她那件外套并没有枪眼，并且说是自己开车出车祸导致失去了儿子，这令杜燕非常的疑惑，也知道眼前的白岭不是自己原本的老公。

后来知道眼前的白岭是另一个空间的人，两人商议要回到自己原来的世界，让平行的世界恢复正常。

在不同的空间里，她遇到了性格完全不同的丈夫、哥哥，而且每个空间的现实都不尽相同。同时，她也遭遇到了各种危险，并差点丧命。当她逃回试验场准备再次回到自己空间时，她发现了“白岭”的尸体，后来得知与她一起要回到原来空间的白岭杀死了这个空间的白岭从而取代他在这个空间生活。最终她得出结论，要杀掉某个空间的自己取而代之，才可以平息这一切。

她来到一个空间遇到了在林中巡视的“杜燕”，在这个空间，他们的儿子还在，没有出车祸。这令杜燕非常开心，但她无法下手杀了这个空间的自己，只是打晕了“杜燕”并且把她拖到了试验场，最后用炸药炸毁了试验场的入口。

电影本身构图很棒，光是原始森林和湖泊的风景就足够养眼。两个场景，三位演员，剧情简单直接，作为一部网络电影，没有其它同类作品矫揉造作、故弄玄虚的毛病。每个平行空间里都有三个他们，但是性格都不同，每个空间里的人遇到的事情也不太一样。在另一个平行空间里的她想杀掉所有人，而另一个平行空间里的人都想杀掉本来的她。结局的杜燕炸了入口，究竟刚开始杜燕听到的是雷声，还是炸药的声音，值得人们深思。是因为雷声才把平行空间打开，还是只是一个心魔在控制自己，终是空间乱了套，还是人太过于现实，欲望太大。

是否说明同一问题？

这是个很复杂的问题，如果详细解答可以写一本超过10万字的专著了。请原谅我只能用几百字简单、逐一回答您的问题。

一、双缝干涉

我想您指的应该是电子的双缝干涉实验吧。这是电子波动性的进阶实验，既然早期用电子束轰击镍单晶证实了电子具有波动性，那么参照光的双缝干涉实验也应该能观测到电子的双缝干涉现象。事实证明的确如此，电子穿过双狭缝出现了与光同样的条纹。

这个实验之所以很重要是因为无法解释以概率分布的电子是如何同时塌缩在屏幕上形成条纹的。如果是空间概率波，那么狭缝到屏幕上各个点的位置距离是不相等的，但为什么电子会同时出现在屏幕的所有位置上呢？

二、平行宇宙

这是个未经证实的，同时也是错误的假设。我们的量子力学其实仍然是一个不完备的知识，以主流哥本哈根学派的解释为例，尽管它反复强调是测量导致了波函数的塌缩，但波函数塌缩的过程一直都没由解释清楚，究竟什么可以被称作测量，没说明白。

波函数的塌缩过程是一个非线性过程，目前量子力学还没有构建出这个非线性的数学模型。平行宇宙的提出主要是为了解释这个塌缩过程，他们认为波函数仍然是连续的，不存在波函数的塌缩，我们只能得到这些平行宇宙中的一个测量结果。

说到底多世界假说无法解释概率规则，逃不过描述测量过程，如果真的存在两个或者多个宇宙，那么对波函数幅度不同的两个宇宙分支叠加态的测量，它将分裂成两个拷贝，而每个拷贝中有一个结果，而这两个结果出现的概率应该相同。而我们根据概率规则知道，它们的概率应该等于波函数振幅的平方，所以是不同的。因此，多世界表述是错误的。

三、量子纠缠

这是爱因斯坦预言的一种微观粒子之间的相互作用现象，实验证明这种现象真实存在。即当一个微观粒子分裂成两个的时候，不论这两个粒子相距多远，都存在瞬间的相互联系，比如动量、位置、和自旋之间存在着严格的相关性。

四、薛定谔的猫

薛定谔的猫是一个思想实验，在没有薛定谔的猫之前，科学家们一直认为，这种不确定性只是发生在微观世界中，薛定谔猫的出现，把这种不确定性带入到了宏观世界中。这引起了物理学家们对实在世界的思考。

结束语

双缝实验、平行世界、量子纠缠、薛定谔的猫虽然都是量子力学中的内容，但它们之间虽然有关系，但说的并不是同一件事。平行世界是希望用经典的连续概念去解释微观粒子从量子到经典的转换过程而做出的假设。

这个转换过程在双缝实验中发生在以波函数描述的规律在空间中分布的电子是如何在瞬间出现在接收屏的固定位置上的过程。

量子纠缠是微观粒子相互作用之后可以发生的真实的物理现象。而薛定谔的猫则把微观现象与宏观现象联系起来。

篇幅所限，只能简单介绍，希望对大家有所帮助。我是郭哥聊科学，持续为您输出高质量的科普文章，欢迎您的点赞、关注、留言、转发支持。