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量子永生?量子纠缠可以推断出平行宇宙,再无真正意义上的死亡?
发布日期:2021-09-15 10:52    点击次数:73

量子纠缠到平行宇宙,听上去似乎有点风马牛不相及,而且也有很多朋友认为这根本就是无稽之谈,不过事实上还真有那么点关系,而且这不是民科的结论,而是科学家都怀疑的事情!

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量子纠缠是怎么和平行宇宙扯上关系的?

相信2020年12月3日那件大事大家都知道了:

我国潘建伟、陆朝阳的研究团队和中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,构建了一台76个光子的量子计算原型机“九章”,已经实现了具有相当前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解!

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对量子计算机感兴趣的朋友瞬间沸腾了,因为这种算力对于常规计算机来说,比如在失温下对玻色子采样处理5000万个样本,量子计算机“九章”只需要200秒,但即使以现代超级计算机来运算,需要2亿年,如果处理100亿个样本,“九章”只需十小时,而超级计算机则需要1000亿年,但问题是宇宙诞生也不过137亿年!

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量子计算机为什么那么厉害?

量子计算机的原理并不复杂,现代计算机用门电路来实现0和1,然后再通过各种门电路的组合来实现运算过程,每次运算都会丢掉一个数据,而且这些数数据只能依次计算,而无法同时展开!

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量子计算机使用的则是纠缠粒子的本征态,比如自旋1/2粒子,选定两个相互正交的本征态,分别以 |0>和 |1>表示,两个本征态|0 >和|1 >以及无限多个线性叠加态|Ψ>=α|0 >+β|1>,集合起来就是一个量子比特。

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其实量子比特运算时和传统不是0就是1的状态不一样,量子比特除了可以表示0和1外还可以同时表示0和1,简单地说两个量子比特就相当于传统计算机四个比特,而且量子比特处理方是指数级增加的,传统计算机每增加一个比特那就是一个比特,但量子计算机每增加一个比特就是2倍于之前的速度。

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但量子计算机运算后的答案是纠缠态,我们依然不知道这个是什么结果,但1985年大卫·德义奇(David Deutsch)成功证明了一台普适的量子计算机是可能的,1994年时贝尔实验室的彼得·肖(Peter Shor)创造了一种利用量子计算机的算法,可以有效地分解大数,这是第一个可以超越传统计算机的量子计算机算法!

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假如用它来分解一个250位的数字,假如使用传统计算机,那么及时利用全世界所有超计算机,也需要百万年的时间,假如利用量子计算机,那么几分钟就可以了,它可以在同时处理10^500个不同的计算!

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量子计算机背后的平行宇宙

当科学家意识到这点时,一定在欢呼,因为量子计算机的算力增加是非常惊人的,它为人类提供了一个接近“上帝”的捷径,但同时科学家们也发现了一个恐怖的事实,当量子计算机展开计算时,它甚至处理10^500个不同的计算,而且还可以更多!

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这表示什么?整个宇宙的原子也不过10^80个,那么请问其计算过程存放在哪个粒子上?大卫·德义奇称,唯一的解释就是量子计算机利用了多宇宙,把计算放在多个平行宇宙中同时进行,最后在本宇宙汇总哪个结果。

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如果不将计算过程分配出来,那么它是如何完成10^500次运算的,整个宇宙的资源也不过10^80,所以这是MWI(多世界理论)的最好诠释,是不是很可笑,多世界(平行宇宙理论的一种)并不是幻想,而是科学家提出来的!

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双缝干涉和多世界理论

量子论中有一个解释双缝干涉时电子的选择,当我们不测量时,电子这个波函数是通过了左缝和右缝的显性叠加态,但一旦发生测量行为,电子将会随机选择左缝或者右缝通过,但是我们在宏观世界中从未见过通知穿越左右缝的行为,康奈尔大学的物理学家科特·戈特弗雷德认为,当电子穿过双缝后,处于叠加态的不仅仅是电子,还包括我们整个的世界!

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简单的说,当电子通过双缝后,出现了两个叠加在一起的世界,在其中的“左”世界里电子穿过了左边的狭缝,而在“右”世界中,电子则通过了右边!所以电子这个波函数无需坍缩,两种情况都发生了!

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或者怎样理解,当电子穿越双缝时,世界分裂了,变成了左世界和右世界,只是在左世界的人观测到了通过左边,在右世界的人观测到了右边,世界在此刻变成了两个平行世界!

量子自杀实验

薛定谔的猫实验大家都知道了,在观测前猫处在又死又活的叠加态,而量子自杀则是一个和薛定谔的猫的真人版实验,它是80年代末由Hans Moravec,Bruno Marchal等人提出的,方式很简单:

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薛定谔的猫实验中,如果用多世界理论来解释,那么一定有一个世界中的猫是活的,而量子自杀实验则是把毒气瓶换成枪,猫换成人,然后开枪的一刹那,会有两种可能,一个世界中是枪响了,自杀者一命呼呜,另一个世界中则是枪没有响,或者机械故障,或者是颗臭弹,反正就是没有击发成功。

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所以自杀者一定会在其中一个世界里活着,即使他一直开枪!但这个理论却无法验证,因为开枪后如果真的没死,那么我们不知道另一个世界的自杀者是否已经死了,如果开枪后自杀者死了,我们也无法验证另一个世界的自杀者是否活着。

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量子永生

但对于自杀者来说,仅仅是活着的那个世界才有意义,量子论的解释中,确实会存在这种可能,但哥本哈根诠释并不承认多世界的理论,当然更没有人敢于验证这个“量子自杀”实验。



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