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量子永生?量子糾纏可以推斷出平行宇宙,再無真正意義上的死亡?

量子糾纏到平行宇宙,聽上去似乎有點風馬牛不相及,而且也有很多朋友認為這根本就是無稽之談,不過事實上還真有那麼點關係,而且這不是民科的結論,而是科學家都懷疑的事情!

量子糾纏是怎麼和平行宇宙扯上關係的?

相信2020年12月3日那件大事大家都知道了:

我國潘建偉、陸朝陽的研究團隊和中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作,構建了一台76個光子的量子計算原型機「九章」,已經實現了具有相當前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解!

對量子計算機感興趣的朋友瞬間沸騰了,因為這種算力對於常規計算機來說,比如在失溫下對玻色子採樣處理5000萬個樣本,量子計算機「九章」只需要200秒,但即使以現代超級計算機來運算,需要2億年,如果處理100億個樣本,「九章」只需十小時,而超級計算機則需要1000億年,但問題是宇宙誕生也不過137億年!

量子計算機為什麼那麼厲害?

量子計算機的原理並不複雜,現代計算機用門電路來實現0和1,然後再通過各種門電路的組合來實現運算過程,每次運算都會丟掉一個數據,而且這些數數據只能依次計算,而無法同時展開!

量子計算機使用的則是糾纏粒子的本徵態,比如自旋1/2粒子,選定兩個相互正交的本徵態,分別以 |0>和 |1>表示,兩個本徵態|0 >和|1 >以及無限多個線性疊加態|Ψ>=α|0 > β|1>,集合起來就是一個量子比特。

其實量子比特運算時和傳統不是0就是1的狀態不一樣,量子比特除了可以表示0和1外還可以同時表示0和1,簡單地說兩個量子比特就相當於傳統計算機四個比特,而且量子比特處理方是指數級增加的,傳統計算機每增加一個比特那就是一個比特,但量子計算機每增加一個比特就是2倍於之前的速度。

但量子計算機運算後的答案是糾纏態,我們依然不知道這個是什麼結果,但1985年大衛·德義奇(David Deutsch)成功證明了一台普適的量子計算機是可能的,1994年時貝爾實驗室的彼得·肖(Peter Shor)創造了一種利用量子計算機的演算法,可以有效地分解大數,這是第一個可以超越傳統計算機的量子計算機演算法!

假如用它來分解一個250位的數字,假如使用傳統計算機,那麼及時利用全世界所有超計算機,也需要百萬年的時間,假如利用量子計算機,那麼幾分鐘就可以了,它可以在同時處理10^500個不同的計算!

量子計算機背後的平行宇宙

當科學家意識到這點時,一定在歡呼,因為量子計算機的算力增加是非常驚人的,它為人類提供了一個接近「上帝」的捷徑,但同時科學家們也發現了一個恐怖的事實,當量子計算機展開計算時,它甚至處理10^500個不同的計算,而且還可以更多!

這表示什麼?整個宇宙的原子也不過10^80個,那麼請問其計算過程存放在哪個粒子上?大衛·德義奇稱,唯一的解釋就是量子計算機利用了多宇宙,把計算放在多個平行宇宙中同時進行,最後在本宇宙匯總哪個結果。

如果不將計算過程分配出來,那麼它是如何完成10^500次運算的,整個宇宙的資源也不過10^80,所以這是MWI(多世界理論)的最好詮釋,是不是很可笑,多世界(平行宇宙理論的一種)並不是幻想,而是科學家提出來的!

雙縫干涉和多世界理論

量子論中有一個解釋雙縫干涉時電子的選擇,當我們不測量時,電子這個波函數是通過了左縫和右縫的顯性疊加態,但一旦發生測量行為,電子將會隨機選擇左縫或者右縫通過,但是我們在宏觀世界中從未見過通知穿越左右縫的行為,康奈爾大學的物理學家科特·戈特弗雷德認為,當電子穿過雙縫後,處於疊加態的不僅僅是電子,還包括我們整個的世界!

簡單的說,當電子通過雙縫後,出現了兩個疊加在一起的世界,在其中的「左」世界裡電子穿過了左邊的狹縫,而在「右」世界中,電子則通過了右邊!所以電子這個波函數無需坍縮,兩種情況都發生了!

或者怎樣理解,當電子穿越雙縫時,世界分裂了,變成了左世界和右世界,只是在左世界的人觀測到了通過左邊,在右世界的人觀測到了右邊,世界在此刻變成了兩個平行世界!

量子自殺實驗

薛定諤的貓實驗大家都知道了,在觀測前貓處在又死又活的疊加態,而量子自殺則是一個和薛定諤的貓的真人版實驗,它是80年代末由Hans Moravec,Bruno Marchal等人提出的,方式很簡單:

薛定諤的貓實驗中,如果用多世界理論來解釋,那麼一定有一個世界中的貓是活的,而量子自殺實驗則是把毒氣瓶換成槍,貓換成人,然後開槍的一剎那,會有兩種可能,一個世界中是槍響了,自殺者一命呼嗚,另一個世界中則是槍沒有響,或者機械故障,或者是顆臭彈,反正就是沒有擊發成功。

所以自殺者一定會在其中一個世界裡活著,即使他一直開槍!但這個理論卻無法驗證,因為開槍後如果真的沒死,那麼我們不知道另一個世界的自殺者是否已經死了,如果開槍後自殺者死了,我們也無法驗證另一個世界的自殺者是否活著。

量子永生

但對於自殺者來說,僅僅是活著的那個世界才有意義,量子論的解釋中,確實會存在這種可能,但哥本哈根詮釋並不承認多世界的理論,當然更沒有人敢於驗證這個「量子自殺」實驗。

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