量子|天文小科普：量子力学的悖论是什么？
本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
量子力学的悖论是什么？我可以给你讲出5个答案 ， 所有的这些都是经过实验认证 。 一些已经成为了商业化产品 ， 另一些可能很快也就会出现；随着量子正迅速进入商业市场时 ， 处理像“量子力学在现实世界中所能提供的作用是什么”这样的问题 ， 是非常具有洞察力的 ， 这令大多数外行人凭直觉觉得惊讶或不可能 。 我一直就某些关于悖论议论而发表自己的见解 ， 比如它们为什么会出现在量子中 。 任何情况下 ， 我提供的科学文献链接通常都是原始数据来源 。
第一种 ， 传送：量子技术允许我们“传送”任意距离的替代品（下到量子数的叠加状态）在一个系统A点到另一个系统B点；本文讨论了实验量子隐形传态 ， 并对量子隐形传态给出了答案 。
警告：我们必须首先发送成团的物质 ， 即将原料从A点运到B点进行“克隆” 。 在小于或等于光速的情况下 ， 通过一个标准（不过是一个适当条件）的通讯频道 ， 我们必须还要学习和交流这件事的预期状态（即叠加状态） 。 不管怎样 ， 这可能会摧毁原始系统 ， 生物 ， 人类 ， 所以不存在违反光速限制的信息转换；更深入一点 ， 这里的悖论是 ， 虽然在理论上活着的人类进行心灵传送是可行的 ， 但是在技术上很大可能是不可能或不切实际的 。
第二种 ， 窃听的远程检测：这是安全量子加密的基础 ， 利用纠缠 ， 我们可以检测发送器和接收器之间的量子消息是否在传输中被截获 。 这使窃听者的距离并没有什么区别 ， 仅仅是他/她的测量受影响从而被检测到而已 。
第三种 ， 不可思议的算法：我们通过使用叠加状态来获得比硬件和时钟周期枚举更多的等效计算 ， 更具有可行性 。 这个“黑客”利用了一个事实 ， 量子态可以叠加 ， 这样做可以远程干扰彼此 。 因此 ， 我们可以在量子计算机中存储1和0 ， 并同时在两者上进行计算 ， 而不重复硬件 ， 参考自德谟克利特以来的量子计算公式 。
附加说明：只有一些问题可以这样解决 。 截止2016年2月 ， 对于任何计算问题 ， 我们没有比普通计算机更快的量子计算机；但这将发生变化 ， 蛋白质折叠已被证明是量子可以帮助的一类问题 。 如果我们能做到商业化 ， 那就太好了 。 这里的悖论是 ， 在一台计算机中 ， 我们可以在一纳秒内得到比宇宙中原子更多的计算！那什么是量子计算机呢？
第四种 ， 交互自由测量：解释这一点的最好方法是 ， 我们可以测量量子的某些成分而不是单纯的量子本身 。 在量子动物园的所有动物中 ， 这是最具异国风情的！参见：量子伊利诺伊州物理学齐诺效应是如何工作的？
注意：我们需要让物体靠近传感器 ， 我们仅仅不允许传感器以任何方式干扰物体 。 这确实允许我们通过测量来检测通常会让我们受伤害的东西 ， 比如冷原子 。 这里的悖论就是 ， 我们可以远程测量事物但是有限的并且违反我们时空感 。
第五种 ， 粒子的寿命延长：因为量子使粒子以奇怪的方式相互作用 ， 实际上这可以减缓粒子的衰变 。 注意：这不是狭义相对论 ， 粒子保持静止 ， 它只是感觉时间不同 ， 不像它周围的环境 ， 见国家标准技术研究所网站 。
附加说明：与相对论的时间膨胀不同 ， 这种效应仅限于粒子通过叠加状态进化 。 这里的悖论就是我们可以有选择地通过与（与某种类型的）动态系统来影响 ， “简单化”地减慢时间 。
说明：悖论是一个模棱两可的词 。 不明确的语义使量子不可能在不定义术语的情况下令人满意地解释 。 （量子粒子处于叠加状态 ， 不要让我们的语言紧跟着）悖论可能意味着三件事之一：（i）我们用逻辑得到不同的矛盾答案 ， （ii）我们似乎用逻辑得到了不同的矛盾答案（iii）我们观察到一些违背常识的东西 。 在第三种意义上 ， 我们总是在量子中使用悖论 。 如果（i）发生在数学学科的任何一个分支 ， 这将是一个史诗级事件；使用两个不同的解决方案路径 ， 如果有可能在算术中得到两个不同的答案 ， 我们将需要重头开始拆除和重建数学 。 第（ii）项在应用于物理纯数学和数学中一直存在 。
推荐阅读
- 原子|热搜冷原子，让你涨知识
- 一蛋一堂|它是如此的珍贵，却常被随意铲除，今天科普望重视，60元一斤
- 天文|太空中的数学美感，银河系中已知最大的气态结构
- 天文|《自然·天文》这薄薄数米的月壤之中，记录着太阳系45亿年的历史
- 知识科普|楚一测控在线糖度计-在线糖度仪
- 知识科普|话啦啦语言为您解读：教育部关于少儿口才的最新政策！
- 芯片|交大团队攻克两种光子芯片技术，创立国内首家光量子计算公司
- 海水稻|海水稻：种进沙漠的粮食
- 天文|我们如何在黑暗的太空中找到东西？
- 天文|地球是如何得到自身的水资源？答案可能藏在水星