這是一個產生於 2023 年 3 月 30 日下午的想法。
每次看關於量子力學的科普一說到量子纏繞的超距作用總會附帶的說到這種超距作用不能用於有效的傳遞信息,否則會違反狹義相對論。
雖然一次測量本身不能超距的傳遞信息。但是我們可以利用一定的規則來傳遞信息。
為了方便理解。請大家一起和我設想如下一種場景:
1. 我們規定粒子的自旋狀態向上為信號 0,向下為信號 1。
2. 我們規定我們傳遞的有效信號是一連串對同一種粒子的連續觀測的最後一次結果,一旦拿到有效觀測信號則更換另一種粒子開始進行觀測,以對前序信號和後續信號進行區分。
3. 我們準備足夠量的兩種粒子,比如電子和光子。讓電子發生纏繞,分成兩份。然後讓光子纏繞,分成兩份。
4. 現在我們坐宇宙飛船離開地球,並分別帶走一份處於纏繞態的電子和一份處於纏繞態的光子。
5. 當我們需要向地球發送信息時,我們開始觀測我們手上的纏繞態粒子。比如,如果我們要發送 "111" 這個三位的二進制信號給地球。我們從觀測光子開始。由於觀測到的結果不可預測,我們不能指望每個信號都能通過一次觀測就將信號傳遞給地球。現在我們拿出我們手上大量的與地球上處於纏繞態的光子中的一個開始觀測,觀測會使其自旋的疊加態發生崩潰,而崩潰的結果並不可預測,我們就連續的對一系列的光子進行觀測,直至出現下自旋光子為止(可以是第一次觀測就得到下自旋光子,也可以是第 n 次觀測才出現,但如果第 n 次觀測才出現,那麼前面的所有觀測結果被放棄,僅保留最後這一次下自旋的光子信號為有效信號)。這時我們認為我們的第一個信號傳輸給了地球。然後我們更換電子開始觀測,直至出現下自旋的電子,我們停止觀測電子,開始觀測光子。然後如法炮製,當出現下自旋的光子後,我們停止觀測。那麼這時在地球上,與我們所觀測的一系列光子和電子所纏繞的粒子,會同時崩潰最後得到成 "上上上" 三個信號。地球的工作人員這時候可以知道,在飛船上發出的信號是 "下下下",就得到了我們要傳遞的 "111" 這個信息。
6. 為了避免一個倒霉蛋一直得不到需要的觀測結果,我們還可以進一步規定,當出現連續的 30 個相同信號時,這個信號轉換為與之相反的信號。並開始觀測另一種粒子,傳遞下一個信號。比如還是 "111" 這個信號。我們在第一次觀測光子時連續觀測了 30 次都出現了 "上自旋" 這個信號,而沒有得到我們需要的 "下自旋" 信號,此時我們停止對光子進行觀測,開始觀測電子,並把之前的連續 30 個 "上自旋" 信號轉換為 1 個 "下自旋" 信號。最後我們總能得到 "111" 這個信號。
這樣不就完成了信息的超距傳遞了嗎?
另一種方案可以這樣。更簡單一點。
1. 我們還是帶走足夠的光子和電子。這時我們手上所有的光子和電子都是處於量子疊加態,其自旋狀態不可知。
2. 我們規定對光子測量得到信號 0,對電子測量則得到信號 1。
3. 當我們需要向地球傳遞信息時,我們不關心我們觀測的粒子的自旋狀態。而是關注於我們觀測了哪一種粒子。這回我們傳遞 "1011" 這個信號給地球。我們第一次觀測一個電子,使其疊加態發生崩潰,此時地球上與其纏繞的電子同時發生崩潰。我們知道我們得到的第一個信號是 "電子"。然後觀測一個光子,然後接著觀測兩個電子。我們就把 "1011" 這個信號發送回地球了。
不知道這樣可不可以超距的傳遞信息。求大佬指點。