Jan 02 2012

王国文：谈谈对光速恒定假设的认识

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王国文：谈谈对光速恒定假设的认识

关于相对论的原理，爱因斯坦（1905年）的定义是：

1.物理体系的状态变化不论参照匀速平移运动的两个坐标系的哪一个，不影响支配那些变化的定律。

2.任何光线在“静止”坐标系中都以确定的速度c运动，不论这光线是由静止的还是由运动的物体发射。相对论推论，一切物体的运动速度都不能超过这个极限速度c（光的真空速度299792458米/秒）。

一个多世纪以来，人们普遍相信爱因斯坦的光速不依赖光源速度的假设正确，只有少数人提出质疑。

最近出现了新的情况，意大利格兰萨索国家实验室报告他们测到缪中微子的速度超过c值，轰动世界。涉及原理问题，他们自己在报告的文末声称：“我们对这个结果审慎地不做任何理论或唯象解释的尝试。”

对他们报告的结果，有人认为违背相对论，实验必定有误。有少数人认为，可能相对论错了或有缺陷，光速c是可以超越的。另有为超光速和相对论同时成立动各种怪异脑筋。

尽管缪中微子超光速的实验测量误差尚有疑问，我们现在要看它的超光速，即使真的话，是否违背相对论。洛仑兹变换是相对论的基本表象，看是否违背相对论就是要看是否违反洛仑兹变换。为澄清光速恒定假设的含义，这里倒要把光速不依赖光源速度的假设作为考查的对象。下面要谈，考查发现，光速恒定仅指光速在洛仑兹变换下不变，它决不意味着光速不依赖光源的速度。

光的唯波动说主张者认为，光波是在媒质中传播的，像声波的速度完全由媒质的性质决定（也就是说与声源的运动速度无关）一样，光被假定在以太中传播，具有恒定的速度c。而唯粒子说主张者认为，光是由粒子组成，像子佳节又重阳弹从枪口射出一样，光的速度与发射它时刻的光源速度有关。这两种意见完全对立，争论延续了几个世纪。最后，波粒二象性的主张者爱因斯坦认为，光的传播无需以太，但其速度与光源的速度还是无关，如同在以太中传播的情况一样。他对波动说和粒子说做了调和，但也因此带来了波粒佯谬。他自己并不十分满意这个主张，认为（1909年）：“理论物理发展的下一阶段将带给我们一种能看作为波动说和发射说融合的光理论。”主要挑战光速不依赖光源速度的假设的是比爱因斯坦大一岁的大学同学里兹，他在1908年发表长文，批评洛仑兹的电动力学和论证光的速度与光源的速度有关。里兹也因提出分析原子光谱的组合定则而闻名，可惜这位俊才于1909年因病早逝，享年31岁。

人们希望有实验能判定爱因斯坦和里兹谁是谁非。1913年，德西特报告双星的天文观察结果，支持爱因斯坦的假设，反对里兹的理论。1961年，福克斯根据奥辛和爱华德（1915/1916年）提出的物质消光效应指出，双星，特别是很靠近的双星，围绕着共同的大气层，它包含足够的物质可以对透过的星光消光，使其速度成为c。因此认为德西特的光速守恒证明不是结论性的，并认为还未有光速恒定的确实实验证据。福克斯在1965年的文章中提到，反对里兹理论的最好证据来自不太受消光影响的快介子寿命的实验和运动光源的伽马射线和光的实验。他的这些文章又促起爱因斯坦派和里兹派的争论。

这里我们要从综合波粒二象性的初包说审视爱因斯坦的光速不依赖光源速度的假设。这种初波的峰和特征分量（电磁波）的运动不依赖以太，它们的速度与光源的速度有关，而相对于静止的原始或次级光源的速度恒为c。实际上从洛仑兹变换及其含义就能证明爱因斯坦的假设是错误的，错在测量静系中的时间t和动系中的t'用了同样的钟（按1嘀嗒1秒计时的钟）。按洛仑兹变换，在动系中测量t'的钟1嘀嗒不再是1秒，而是更短的时间，如同动尺两个相邻刻度之间的长度缩短一样。设光子的运动方程为|x|=ct，则按洛仑兹变换，此光子在动系中的坐标为

x'=ct'=c(t-xv/c^2)/(1-v^2/c^2)^(1/2)=(c土v)t/(1-v^2/c^2)^(1/2)=V(v)t。

这个可变光速V(v)不同于伽利略变换速度（c土v），只当v很小时，二者近似相等。光速不依赖光源速度的假设把光速V(v)对v的依赖转移到t'对v依赖上，这样一来，模糊了人们的视线，仿佛光的速度独立于光源的速度。可见用测t的钟（包括原子钟）测得的光速V(v)依赖于其发射源的速度v，即它的速度可以大于或小于c。光速在洛仑兹变换下不变（即光速恒定）决不意味着光速不依赖光源的速度。因此，格兰萨索国家实验室测得缪中微子的速度大于光速原则上是可能的，并不违反相对论，因为他们用了通过全球定位系统（GPS）同步的一对铯钟测量时间，不同于测量t'的方法。因此需要考虑缪中微子的发射体的速度统计分布，而爱因斯坦的光速不依赖光源速度的假设让他们可以忽视这个情况。

关于时间的测量法，爱因斯坦说（1910年）：“按照定义，测量一个事件发生的时间间隔意味着该事件自始至终钟所指示的时间周期的计数。”还说（1911年）：“我们必须想象，测定处于运动状态的钟速率是通过随时把这个钟的针的位置，与那些相对于k系静止而测量相对于k系的时间的钟的针位置作比较，并想象这动钟此时正好从它们的旁边经过。假如我们能成功使这钟以光速运动（如果我们有足够大的力，就能使它以近似于光的速度运动），则从k系判断，这个钟的针走得无限缓慢。”相对时间怎么能用动钟的针所指示的嘀嗒数测量呢，时间无限收缩（不是膨胀）也不等价于钟的针走得无限缓慢。实际情况是，按洛仑兹变换，动尺的长度收缩是相邻刻度间的长度收缩，刻度的数目不变，对应地，动钟的时间收缩是相邻嘀嗒间的时间收缩，嘀嗒的数目不变。因此，乘火箭返回的双胞胎哥的钟经历的总嘀嗒数与呆在家里的双胞胎弟的钟的总嘀嗒数是相同的，对应于他们自始至终数地球绕太阳的总圈数相同。设想总嘀嗒数与他们决定变老的心跳数成比例，因此返回的决不会比呆在家里的年轻。预料飞行者会年轻化是错误的，更不能用广义相对论为之辩护。双胞胎佯谬和光速不依赖光源速度的假设同出一源，都是出在钟的错用上。因此，这里的结论是，用铯原子钟测缪中微子的速度，如果结果为真，也不违背相对论，只说明爱因斯坦的钟观念有问题，他测相对时间错用了那种1嘀嗒计时1秒的钟（本质上同原子钟），后者测量的无异于牛顿的绝对时间。

（王国文，北京大学物理学院，2012年1月1日）

王国文：//名不副实：制备出八光子纠缠态

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王国文：名不副实：制备出八光子纠缠态

名不副实：制备出八光子纠缠态

2011年在国外显赫媒体上有三篇文章值得我们注意：

其一：八光子GHZ态的实验产生（自然·通信，郭光灿等）
其二：八光子纠缠的观察（arXiv:11056318，潘建伟等）
其三：多光子纠缠与干涉量度术（《现代物理评论》接受，潘建伟等）

评论：这些文章中所谓的多光子纠缠都不是名副其实的量子纠缠
建议：开展辩论，以明真莫道不消魂相。

（王国文，北京大学物理学院，2011年12月8日）

附新闻一则（转贴）：中科院量子信息重点实验室制备出八光子纠缠态
（http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201111/t20111123_125013.html）

     日前，我校郭光灿院士领佳节又重阳导的中科院量子信息重点实验室取得重大突破，该实验室李传锋、黄运锋研究组成功制备出八光子纠缠态，刷新了世界上多光子纠缠的制备和操作数目记录。该成果在线发表在11月22日的Nature Communications上。

      量子纠缠态是实现各种量子信息过程的基础。由于光子具有抗干扰能力强、传播速度快等优点，多光子纠缠态的制备和操控一直是量子信息领域的研究重点。目前世界上普遍利用晶体中的非线性过程来产生多光子纠缠态，由于此过程是概率性的，因此产生多光子纠缠态的难度会随着光子数目的增加而指数增大。在此工作之前世界上报道最多能制备出六光子纠缠态。

      研究人员对已有的纠缠光源制备方法进行改进，利用特殊切割的非线性晶体制备出高亮度的双光子纠缠源。新的方法能够把产生的光子对的锥束压缩成一个很小的圆斑，极大地提高了收集效率。他们利用单模光纤收集技术克服了光路稳定性难题并提高了双光子的纠缠度，然后利用偏振分束器实现三个门操作把双光子纠缠态级联成八光子纠缠态，并利用自主研制的十六通道符合分析仪，有效克服了八光子纠缠态的探测分析难题。最后，研究人员通过采用纠缠目击者技术验证了八光子的纠缠特性，并进一步利用产生出的纠缠态完成了八方量子通信复杂性实验。实验结果超越了经典界限，展示了量子纠缠的优越性。

      该项成果标志着人们对多光子纠缠的制备与操控达到前所未有的八光子水平，将在量子通信网络、基于纠缠的量子计算等量子信息过程中获得重要应用，同时推动了量子纠缠的特性与分类等基本物理问题的研究。

      该项研究获得科技部和国家自然科学基金委的资助。

附论文链接：
http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n11/full/ncomms1556.html

（中科院量子信息重点实验室、科技处）

附评论一则（转贴）：23年后，中国科学家再次在《Review Modern Physics》发文
http://www.tianya.cn/publicforum/content/free/1/1416696.shtml

该论文的
第一作者：潘建伟
第二作者：陈增兵
　　
　　第一通讯单位：
　　中国安徽合肥中国科技大学微尺度国家实验室。
　　
　　《Review Modern Physics》翻译成汉语就是《现代物理评论》。

　　该杂志是国际物理学界最权威的综述性评论杂志，有物理学圣经之称。
　　一般能在这个杂志上发文，基本都是公认的国际大师级的权威。包括这篇在内，中国只发表过两篇，上一篇也是1985年的事情了。
　　
　　该杂志影响因子高过美国《科学》和英国《自然》杂志（超过30），其实这个杂志可以称为书，每片文章却是几十至上百页之多，基本上就是当今物理研究热点的总结，几乎都是国际著名物理学家持笔。
　　
　　科大的这篇文章长约60页。以此文为两截，基本成就了潘建伟在量子信息技术领域国际领军人物的地位。
　　
　　同时也标志着中国在量子信息技术领域继续保持国际领先地位。
　　
　　现代物理评论网站这是期刊《现代物理评论》（Reviews of Modern Physics）的主页，它隶属于美国物理协会，在美国物理协会的主页中有与它的连接。http://www.rmp.aps.org/

Tags: 光子, 王国文, 纠缠态, 量子力学基础理论

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Dec 02 2011

王国文：何谓量子纠缠？

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王国文：何谓量子纠缠？

何谓量子纠缠？

[摘要]本文先介绍量子纠缠的发现简史和如何产生成对纠缠光子的一个例子，接着提出对量子纠缠的解释。鉴于量子初包模型能够合理地综合波粒二象性，其含峰片（实体）与不含峰片（准实体）概念能够无佯谬地解释双缝干涉和其它一切量子干涉现象，因而不像过去毫无线索，现在可以顺藤摸瓜，对世纪不解的量子纠缠之谜给出一个无佯谬的解答。何谓量子纠缠，那是一个初包（微粒）的含峰片与另一个全同初包的不含峰片在特殊条件下的融合形成纠缠，也就是说，它们的不含峰片的交换形成纠缠。这种交换，正好说明像氦原子中奇怪的交换能的来源和解释一切量子纠缠现象。因此，量子纠缠是一种特殊行为和特殊结构，而不是一种神秘的隔空瞬时影响——非定域性。相信非定域性者喜欢说：“当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多远。”现在可以说：“当测量一个粒子的含峰片时，必定牵连与之融合的另一个粒子的不含峰片，无论它们的含峰片相距多远。”这个远在天边、近在眼前的诡计已经迷惑了无数物理学家和哲学家大半个世纪。文中还讨论了研究量子纠缠的基本意义，主要包括察看贝尔不等式的谬误，察看量子隐形传输理论的谬误和察看爱因斯坦与玻尔争论的症结。相对论和量子论是现代物理的两大台柱，所谓的非定域性引起这二论的根本冲突，似乎动摇了物理大厦的基础。量子纠缠的这个解释彻底否定了非定域性，复了了这二论的和谐。爱因斯坦称非定域性为鬼魅隔空作用，薛定谔称之为巫术，贝内特比之为伏都（通灵术）。过去科学和巫术的界线分明，近来界线似乎变得越来越模糊了，以致二者开始联姻，有不少物理学家和哲学家虔诚地相信这种巫术，如泽林格和潘建伟认为一千年后也许能隔空传送咖啡杯和大活人。从量子纠缠的上述解释，可以断言，凡支持非定域性的理论都是荒谬的，凡演示非定域性的实验都是编造的，凡借助非定域性的应用都是胡作非为。尤其，策划借非定域性神力搞铺天盖地的量子通信工程是一大笑话。这个流行的非定域性成见还在祸害我们的科学和文化。现在最令人担忧的还是，许多量子力学专家把爱因斯坦对量子力学数学形式体系的一些误解当作正确，而把他的正确认识——量子力学对物理实在的描述不完备，当作错误，另一方面，他们把玻尔坚持量子力学的完备性当作正确，而对他不支持波函数坍缩假设和非定性的立场置若罔闻，由此生出许多错误理论和荒唐的实验演示，这个情况已把量子信息科技的发展引向岐途，尤其是新生的唯信息论者似乎要把物理学变成“无物无理学”。是需要我们清醒考虑这个严重局势的时候了。

内容目录
1. 量子纠缠的发现简史
2. 在β-BBO晶体中产生纠缠光子对的计算
3. 量子纠缠的解释
3.1. 量子理论的相对论基础
3.2. 初包模型和量子实体的分类：实体和准实体
3.3. 量子纠缠的解释：不含峰片（准实体）的交换
4. 研究量子纠缠的基本意义
4.1. 察看贝尔不等式的谬误
4.2. 察看量子隐形传输理论的谬误
4.3. 察看爱因斯坦与玻尔争论的症结
5. 结论

王国文：//老话重提：评中科大潘建伟组的量子计算机

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王国文：//老话重提：评中科大潘建伟组的量子计算机

    潘建伟研究组的一篇论文2007年5月发表在某网站，后于12月正式发表在美国《物理评论快报》上，题为：用光量子比特演示休尔量子因子分解算法的编译版。12月21日中科大微尺度实验室在本校新闻网发布称，这“标志着我国光学量子计算研究达到了国际领先水平。”并写道，“为了实现真正具有量子特性的Shor算法，潘建伟小组选择光子比特这样一种抗退相干能力强、单比特操纵精确的物理体系，系统地发展了一套国际领先的多光子相干操纵和纠缠态制备的实验技术。通过艰苦的方案设计和实验摸索，潘建伟等与英国牛津大学同事合作，在国际上首次用光子比特，也是首次用真正的纯态量子系统，实验演示了关键性的Shor算法，实现了15=3×5这一质因子分解，并且确认了量子计算中多体纯纠缠的存在，验证了量子加速的根源问题。”年底，该成果被评为2007年度中国高校十大科技进展之一。

    他们这台量子计算机中，三光子纠缠态的制备是关键，因一般认为，不用多量子纠缠态，休尔算法就无超越经典计算的指数加速意义。早在1999年玻密斯特（D. Bouwmeester）和潘建伟等用两对纠缠光子和光分束器结合符合计数测量“制备出”三光子纠缠态，潘建伟提到该方法的主要思想是他的导师泽林格（A. Zeilinger）等提出的。已知线性光学分束器本身并无纠缠光子的作用，但是他们认为符合计数测量“后选择”引起的“波函数坍缩”能使前置的分束器成为量子纠缠器。早在1927年索尔维会议上爱因斯坦反对波函数坍缩观点，因它违反定域因果性，不能想象一个无限扩展的平面波会在探测屏上瞬间坍缩成一个无限窄的脉冲（位置算符的本征态）。1932年冯诺依曼假设，在实验或测量时态矢会发生不连续的、非因果的、瞬时的、不可逆的变化（坍缩），他把它看作是物理事件。我们要问，这种后选择引起的波函数坍缩是物理过程吗？也就是要问，他们制备的所谓三光子纠缠态是不是真的纠缠态。其实何谓真的纠缠态就还是一个问题。无疑，量子纠缠比量子干涉更深刻反映量子世界的奇妙性，因此探讨量子纠缠的真莫道不消魂相对理解量子力学有更深刻的意义。

    量子纠缠是二粒子或多粒子体系的性质，要从根本上了解这种性质，首先还是要了解单量子的本性。我们先来探讨一个光子是如何不对称地同时通过平行双缝的，这是一个世纪难题。面对奇怪的双缝干涉现象，我们被迫去想象，当连带波的光子的“主体”通过平行双缝之一时，必有一个连带相同的波的“从体”同时通过另一个缝，否则就不会有干涉现象。这里的从体假定不携带动量和能量，即其连带的波是准空的，德布罗意最早提出空波观念。区分非空波和准空波是必要的，空实不分会导致不合逻辑的说法：“一个粒子既在这儿，同时又在那儿。”如果只顾连带的波，它们是对称通过的，这与主体和从体同时通过不相矛盾，这个想象综合了波粒二象性。假如不反对这个想象，我们来进一步假设，分割出来的主体和从体都由无限多个潜在的正谐波组成，在主体的尖峰处，所有组分同位相，而在峰外它们的位相随机使合成振幅为零，在从体中的组分数目一样，但合成的振幅处处为零，即假设未被双缝分割前的总体的表象近似为是一个德尔塔（delta）函数，即是一个非常窄的波包。提起波包，物理学家总是提心吊胆它要发散，几乎已绝望构造出一个线性的不会发散的波包。说来也非常简单，如果假设粒子的能量和动量仅仅与波包中一个组分的频率和波矢通过普朗克常数相关，则这个特征分量正好就是我们熟悉的德布罗意波函数，同时假设其它的组分都是与普朗克常数无直接关系的潜波。显然，这样的波包是线性的、永不发散的，可以描写一个自由微观粒子。这种由潜波组成的波包，称谓“初级波包”，它完全不同于由德布罗意波函数或电磁波组成的“次级波包”，次级波包（含孤子）原则上具有发散性，因为它们的不同分量与不同能量和动量的粒子相关。初级波包和无限窄的次级波包在形式上有一定相似性，极易混淆。例如，当极弱的光束照射感光板或光敏列阵时，上面出现的微小斑点常被认为是光的波函数坍缩到一个特殊分量（无限窄的次级波包）的“尸体放大像”，这个波包不可能在尸体形成之前存在，否则不属于坍缩，当然它也不可能与其尸体矛盾地同时存在，好玩的是它只能“被追认存在”，反之，如果认为它是作为粒子的初级波包的“尸体放大像”，则波包坍缩从未发生，因那个波只不过是它的特征分量。很显然，波包坍缩观点起因于这两种不同类型（初级和次级）波包的混淆。因此，波包坍缩是测量时的一种多余假设。微观粒子的初级波包模型除能像上面那样解释量子干涉外，还能解释最不可思议的量子纠缠，请接着往下读。

    在BBO（beta-偏硼酸钡）晶体上通过自发参量下转换产生纠缠光子对是最常用的方法，它把一个紫外光子变成一对红外纠缠光子，常被编号为光子1和光子2。这种编号出现在量子纠缠的数学公式中，所以我们以下称它们为“形式编号”。例如，制备一个纠缠态：F(x1,x2)=H(x1)V(x2)+H(x2)V(x1)，H和V表示水平极化和垂直极化，这里省略了归一化系数。这对纠缠光子有四个波函数（波包的特征分量），由简单逻辑分析断定，其中必有两个是准空的。如果用小写字母表示准空的波函数，函数F(x1,x2)分出两种情形：F1(x1,x2)=H(x1)V(x2)+h(x2)v(x1)和F2(x1,x2)=h(x1)v(x2)+H(x2)V(x1)，从波函数对粒子编号的交换对称性可见，纠缠意味着非空的H(x1)与准空的h(x2)(或H(x2)与h(x1))不可分离地相伴（融合），它们合并成新的体系，我们给予新的编号S1，同样，V(x2)与v(x1)(或V(x1)与v(x2))不可分离地相伴，合并成新的体系，给予编号S2。不同于“形式编号”，新的编号是“定域编号”，因为新编号的两个体系在遥远相隔（确切地说，类空相隔）时，不再有任何相互影响。早在1935年爱因斯坦和另两人（EPR）就注意到，对（形式编号的）一对纠缠粒子，按量子力学，改变一个粒子的状态会影响另一个粒子的状态，不管它们相距多么遥远。但他们不相信会有这种违反相对论因果性的影响，断言量子力学对客观实在的描述是不完备的。后来，爱因斯坦在1946年文章“自述”中表示“坚持认为”：“体系S2的实在状况与我们对那个在空间上同它分开的体系S1所采取的行动无关。”爱因斯坦的这个直觉与相对论因果性一致。上面是对爱因斯坦的这个著名论断做了解读，原来他不经意地改换了粒子的编号，以适合他的直觉和定域实在论思想。在纠缠光子对中，光子1的非空态与相伴（融合）的光子2的准空态会同时受外界作用，所以很容易误解为改变光子S1的状态甚至会影响遥远的光子S2的状态，原来，光子2的非空态远在天边，而它的准空态就近在眼前。十分显然，非定域性影响在自然界子虚乌有，只虚构在量子物理学家的头脑里，即只存于意识之中，怪不得此种影响可以瞬间远达天边，无需媒介，也没有东西能阻挡。在三粒子的完全纠缠情形中，对应地，那应当是一个粒子的非空态与另两个粒子的准空态相伴（融合），三者不可分离。更多粒子纠缠的含义类推。因此可以考虑这种不可分离的相伴（融合）特性是检验纠缠性质真假和纠缠定义对错的基本物理判据（量子纠缠判据）。注意，在标准的量子力学中不需要上述的定域编号，这里用它们不是在改进量子力学，而仅仅是对它做了定域实在论的诠释。按这个诠释，量子纠缠并不意味着存在鬼魅般远距作用或传心术式的影响，也就是说，不意味着量子力学与相对论性因果律相抵触。

    对量子纠缠的如上认识可能会遭强烈反对。现在几乎公认，量子力学与任何潜变量不相容(贝尔定理)，尽管上面所述的潜波与量子力学相容，但人们有深刻印象，贝尔不等式实验检验违反“证明了”贝尔定理，特别是，阿斯佩克特（A. Aspect）叫喊“贝尔不等式的实验违反敲响了量子力学中爱因斯坦的定域实在论思想的丧钟”。然而，如果对贝尔不等式细加考察，可以看出在它的推导中有一个相当然的假设：量子力学的预半夜凉初透言结果由观察量对潜变量做经典式统计平均得到。然而，所有量子现象表明，量子几率与经典粒子几率的含义大相径庭，经典统计法哪能擅自借用。为什么不考虑，贝尔不等式实验检验的违反只表明经典统计法不适用于推导量子力学的预半夜凉初透言。德布罗意基金会前主人比黄花瘦席洛察克（G. Lochak）说“依我之见，贝尔不等式的实验违反无关于所谓的“非定域性”或“非分离性”。这违反只不过表明量子几率不是经典几率!” 阿德尼尔（G. Adenier）认为“虽然证明贝尔不等式违反的实验愈来愈准确和无漏洞，必须强调，不管如何地准确和接近理想，它们能证明的不外乎量子力学的有效性，而不是那[贝尔]定理的有效性。”阿卡笛（L. Accardi）等说“我们检查认为贝尔不等式的实际起源是经典（柯尔莫戈洛夫）几率理论适用于量子力学的假设。”散托斯（E. Santos）也说“实际上至今被实验上违反的所有不等式都不是单独从实在论和定域性条件推导出的真正贝尔不等式，而是要求辅助假设推导出的不等式。颇为显然，这种不等式的违反不能驳倒整个定域潜变量理论家族，而只是有限的家族，即满足辅助条件的那一些。”并说：“依我之见，错误信仰[定域潜变量理论已在实验上被驳倒]影响的扩大是二十世纪物理史上最大的忽悠（delusion）之一。”对贝尔不等式本身合理性的质疑如此等等，不一而足，因此大可不必去相信贝尔不等式的实验违反敲响了定域实在论的丧钟。看来，对量子定域实在性的否定可能是当代物理史上最愚蠢之举，可怕的是现在它像瘟疫一样流行，特别是，量子信息科学领域成了重灾区。

    如果前面所述的情景正确反映了量子纠缠真莫道不消魂相，那么，按上述量子纠缠判据，可以认为光分束器结合符合计数测量不会有纠缠光子的功能，即不会产生真的光子纠缠。也就是说，在潘建伟组的实验中，由一个光子与一对纠缠光子用该方法不可能建立起三光子GHZ纠缠态，即计算机的输入和输出寄存器的态之间不可能建立纠缠。因此，他们的量子计算机不能真的演示休尔质因子分解算法，做出15=3×5分解是靠胡乱凑合。从另一方面看，光子纠缠必由某种作用引起的，然而，在光分束器内光子间除有干涉外，没有直接和间接的相互作用，那么，符合计数测量“后选择”引起波函数坍缩产生了什么样的新物理作用使得前置的分束器成为光子纠缠器呢？未见有人能讲清楚它的物理机制。上面已经论证，常被称呼为声名狼藉的（infamous）波函数坍缩假设在量子物理中是完全多余的。尽管从国内外文献看到，这种制备方法得到许多专家的认可，甚至仿效，但依笔者之见，凡是用此法制备的多光子纠缠态（包括潘建伟组制备的六光子薛定谔猫态等）都不是真的纠缠态，尽管有煞费心机的证明为之辩护。

    量子力学是高度可信的理论，但的确是个难以理解的理论，而实验资料的分析与解释又常常依赖于对理论的理解，所以量子力学实验比较容易出不可靠的结论。考虑到高精尖实验的结论有极大的说服力或迷惑力，这就要求研究人员更加严谨从事，力求使实验事实明确和结论可靠，尤其是，所谓“实验实现”常常只给出一些数据或曲线，因此需要作者自己充分认真检查，多方核实，以防由表观实验资料得出虚假的结论。在这争抢首创、争抢名利和争抢科技资源的激烈竞争时代，量子信息实验的虚假成果并非罕见。美国格林伯格(D. M. Greenberger)教授有句名言：“量子力学是魔术”，此言差矣，不宜把量子力学妖魔化，不妨说，现下的量子信息学有点魔术和巫术的味道。对于潘建伟组的量子计算机，如果要说有什么可比的话，笔者觉得，该机“第一次实现”15＝3×5分解，堪比一场精彩的魔术。

    (王国文，北京大学物理学院，2008年1月30日)

其它评论文章：
(1)重大进展或弥天大谎
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(2)量子魔术：实验演示多光子纠缠
http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=212815&do=blog&id=347314
(3)弥天大谎：实现量子隐形传输
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(4)假大空话：永远解不开的密码
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(5)波函数坍缩假设的谬误与祸害
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(6)贝尔不等式的谬误与祸害
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(7)隔空传物理论的谬误与祸害
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( 量子退相干纲领的谬误
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(9)评《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》
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(10)论爱因斯坦-玻尔争论之症结
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Tags: 潘建伟, 王国文, 量子力学基础, 量子纠缠, 量子计算机

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Oct 29 2011

王国文：量子退相干纲领的谬误

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王国文：量子退相干纲领的谬误

量子退相干纲领的谬误

[摘要]退相干纲领的积极意义是，用波函数的表观坍缩代替祈求知觉参与的那个臭名昭著的坍缩。这个纲领的基本依据是：1.量子力学是完备的和普适的，2.量子力学底下的定域潜变量不存在，3.体系与环境间有量子纠缠和非定域关联。众所周知，这些依据本身至今都还是争论的问题。然而，有可能以一般不遵守爱因斯坦-德布罗意关系式的潜波为变量，在相对论框架里做出线性的不发散的波包，它可以用来来描述微观粒子和解释量子干涉和量子纠缠，以及说明物体从量子行为到经典行为的过渡。这个波包模型也使得对量子态的叠加原理和不确定性原理变得容易理解，从而一举解决量子力学的诠释问题和量子测量问题。这个模型说明，波函数对个别实体的描述不完备，量子力学底下的定域潜变量存在，而量子体系间绝无非定域关联。因此上述的这些依据本身是荒谬的，无怪乎退相干纲领既不能解决量子测量问题，也不能解释宏观物体的经典性，即也不能解决量子-经典的过渡问题。现在的结论是，退相干纲领或类似的变种均无科学意义。

全文：退相干纲领.pdf

Tags: 王国文, 退相干, 量子力学基础

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Oct 14 2011

王国文：真有神出鬼没的事儿吗？

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王国文：真有神出鬼没的事儿吗？

　　几乎没有人会相信神出鬼没、超距感应的事情，这类玩意儿只见于幻想小说或电影，像《星舰奇航记》、《西游记》。惊人的是，1997年以来，在国际一流科学杂志上发表的不少论文中声称类似的事已经真的实现，研究热潮方兴未艾。此事发端于查尔斯·贝内特等6人的一篇论文，1993年他们根据纠缠量子的所谓非定域关联提出了量子隐形传态思想和理论，该理论被认为是量子信息理论的重要组成部分。国内有专家把量子信息技术与20世纪的半导体、激光和核能技术开拓相提并论，也有学者认为这是中国科学家有望问鼎诺贝尔奖的领域。量子隐形传态，也称量子离物传态或量子远程传态，有教授把它的实现看作是量子力学实验和理论方面的新进展写进量子力学教材。他们认为，这种非定域关联或称非定域作用能使量子态从一个地方无需媒介瞬间转移到另一个地方，以至遥远的天边。爱因斯坦在1947年3月给玻恩的信中称非定域作用为幽灵般的远距离作用，又在1946年写的“自传笔记”中把它比作传心术，不信自然界存在这样的作用。然而，在爱因斯坦去世后不过十年，有一位物理学家叫约翰·贝尔，利用补充经典变量论证了实在量子的纠缠意味着量子行为的非定域性，并推出了一个不等式，此后许多所谓检验此类不等式的实验几乎完全“证实了”非定域作用的存在。亨利·斯塔普称贝尔的工作是最有深远意义的科学发现。贝内特等人的隐形传态理论是在这样的形势下顺理成章地问世和流传。量子隐形传态被认为是量子信息理论和技术的范例，我们国内也特别受重视，也有令人赞叹的成就。据报道，中国科技大学潘建伟领佳节又重阳导的研究组在量子纠缠态的制备和量子隐形传态的实现方面取得了突破性进展，国际领先，曾获得英国《自然》杂志，美国《物理评论》，欧洲物理学会，美国物理联合会，奥地利科学院和中国科学院等的肯定或褒扬。无疑，量子隐形传态的可能性和实现问题，不仅关系到量子信息技术的开发，而且关系到两位物理泰斗爱因斯坦和玻尔争论的是非，关系到对量子力学的合理诠释，关系到相对论和量子论的融合，以及关系到哲学和文化等，其重要性自不待言。

　　关于量子隐形传态，可以杜撰一个形象的比喻，先把一个大面团对半分成两个，比作两个量子，把其中一个发给爱丽丝，把另一个发给鲍勃。现在有位柯莱儿要把一个馒头送给鲍勃，爱丽丝需要做的是，把这馒头放进量子传真机与她的面团进行某种联合操作，此时假如指示器上报告操作得到某个结果，则她打电话把这个结果告诉鲍勃，那时鲍勃在他的接收机上只要按一下相应的按钮令做一个简单的操作，就有一个由面团变成的馒头到手了。更有甚者，潘建伟说：“为什么我们不可以大胆一些，不可以想象：由各种各样分子组成的人，也可以在瞬间，带着他所有的记忆，带着他的品质，带着他的痛苦和欢乐，甚至包括感冒，传输到遥远的地方？”（《中国青年》2004-12-30）

　　有一些量子隐形传态实验是用激光做的，有一个发射台，发射辅助隐形传态用的成对纠缠光子，假设一对中的一个光子发向爱丽丝，另一个发向鲍勃。现在如果柯莱儿要发送一个携带无限大量比特信息的光子给鲍勃，她交给了爱丽丝办理。实际实验设备和操作是非常复杂的，简化地说，爱丽丝面前的设备由量子态乘法器和分析器两部分组成，分析器上有4个报告分析结果的指示灯，各以00，01，10，11编号，鲍勃方面有量子态感应器和校正器。发送时，爱丽丝把柯莱儿的光子与那辅助的光子输入乘法器得到处于积态的一对光子，再把这对光子输入分析器，并注视哪个指示灯亮起。因为量子态预示的测量结果是几率性的，所以各灯亮起的几率是1/4，至于哪个灯亮起则是随机的。假如爱丽丝发现01号灯亮起，则按贝内特等人的理论，量子隐形传态过程已经“成功”,即鲍勃手头的光子的态已经变成了与发送态相近或相同的态。如果爱丽丝打个电话把结果“01”告诉鲍勃，则他按照“01”指定的简单线性变换对感受到的态做一下校正，就获得同柯莱儿交发的一模一样的光子了，它的频率、偏转、位相携带着来自柯莱儿的无限大量比特信息。妙哉！这里传输无限大量比特信息只用了2比特信息。研究者深信这种通信技术的可行性是量子力学原理所“保证”的。说到这儿，也许有人不禁要问，真有这样奇妙的事儿吗？这里所谓的传态过程“成功”是否虚假？量子纠缠是怎么回事？

　　我们先探讨量子纠缠从何而来。这要从量子干涉现象谈起，在弱光的双缝干涉实验中，探测屏上出现的微小斑点清楚显示光子有一个点状的部分，即有一个反映能量集中的峰，而出现的干涉条纹好像暗示它还具有鲜为人知的峰外部分，因而自然推想条纹起因于被双缝割出的含峰片与不含峰片的自身联合。爱因斯坦在1909年写道：“我总是认为，目前最自然的观点是：光的电磁场的出现是同奇点相联系的，就像静电场的出现遵循电子理论一样。不能排斥，在这样一个理论中，电磁场的全部能量，可以看作是定域于这个奇点，完全像过去的超距作用那样。我设想，也许每一个这样的奇点都被一个力场围绕着，这种力场在本质上具有平面波的特性，而其振幅随同奇点的距离的增长而减小。”（爱因斯坦全集二卷505页）虽然他曾自称50年思考还未接近光量子是什么的解答，但是上述观点近乎定性地说，一个量子实体包含一个波包峰和其峰外部分。事实上已能做到在相对论框架内用不会发散的线性波包来描述一个自由量子，其中与动量和能量相关的特征分量即是量子的波函数。对这种描述有人接受，有人不屑一顾。不管如何，笔者深信，如果量子没有峰外部分就不会有量子干涉，不会有量子纠缠，也不会有其它种种量子怪事。

　　我们再探讨量子是如何纠缠的。前面所述的那对辅助光子是用高功率激光在非线性晶体中产生的纠缠光子，通常说，其中光子A发到爱丽丝处，光子B发到鲍勃处，其实这种说法无异于视光子为经典实体。如果视光子为上面所述那样的量子实体，则可以设想，当光子B的含峰片包括其平面电磁波向鲍勃方向运动时，它的一个不含峰片包括其平面电磁波同时跟着光子A的含峰片走，二者融合在一起。同样，A的一个不含峰片也跟着B的含峰片走。并且，如果爱丽丝对光子A的含峰片进行测量，它的伴随者也必然受到同样的测量，它们仿佛同呼吸共命运、同生死共患难。甚至若B的含峰片连同其伴随者在鲍勃处被毁了，在爱丽丝处A的含峰片的伴随者也还总是“阴魂不散”，真所谓，远在天边，近在眼前。这可能就是量子理论中二光子纠缠数学表示式所反映的真实情景。上述与生俱来的融合决定着爱丽丝和鲍勃双方实验测量结果的非经典关联，这种关联无关于无端的非定域作用，因此，量子纠缠并不意味着存在幽灵般的远距离作用，也不意味着量子力学与相对论相抵触。特别需要指出的是，约翰·贝尔对量子峰外部分的存在毫无意识，所谓贝尔不等式是用“潜变量”把经典实体扮成量子实体推导出来的，因此这类不等式根本不可以作为鉴别量子纠缠是否具有定域性的试金石,称贝尔的工作是最有深远意义的科学发现是无稽之谈。

　　上面只谈到在非线性晶体中产生的二光子纠缠，而要用非线性晶体产生能用于实验的三光子纠缠还不太现实，据报道，这是因为现有材料的三阶非线性极化率很小以及受现有激光器的功率限制。既然三光子纠缠产生的情况如此，不用说产生更多的光子纠缠了。为避开这种限制，奥地利安东·泽林格指导的团队以及他影响下的研究组大胆采用线性光学器件分束器来产生所谓三、四、五光子纠缠。但是，如果对量子纠缠真莫道不消魂相的以上认识正确，那么他们所谓实现的三、四、五光子纠缠都不是真的量子纠缠。即使没有以上的认识，用不会使光子间发生作用的分束器加符合计数测量来实现的那些所谓纠缠，其真实性也是可疑的。

　　我们知道，爱因斯坦因认为“量子理论含有幽灵般的远距离作用的意思”而“不能虔诚地相信”这个理论，反之，有很多人因欣赏贝尔不等式及其检验证明量子力学正确而确信量子纠缠体现非定域作用，现在我们看到，上面所描述的量子纠缠情景能够把他们各方坚持的合理方面，即量子力学是正确的和不存在非定域作用，二者合起来说明量子力学的本性是定域的，也就是说，它并不含有超距作用或超距感应的意思。我们也看到上述两种相反态度都带有对量子纠缠数学表示形式的误解，而贝内特等人的量子隐形传态思想正是这种误解的产物，因此可以断言，量子隐形传态绝无可能性。既不可能，何来实现？

　　笔者在浏览有关文献后觉得，那些量子隐形传态的实验演示和结论中不无疑点，隐形传态是否真的已经实现还是个问题，真莫道不消魂相分晓尚待时日。以笔者拙见，不仅量子隐形传态，一切取决于超距感应的信息技术开发方案都不能指望成功，更不能指望通过这类实验来证明定域实在论思想是错误的。本来，激光技术及其它技术的成熟为量子纠缠的应用开发创造了条件，无疑这是有科学意义和应用前景的研究方向，遗憾的是，国外和国内许多研究组被量子隐形传态思想误导步入迷途，加上其他因素，他们的论著和宣传造成超距感应神话在科技和科普作品中泛滥。轻率做出实验结论以附和反定域实在论思想可是危险的，恐怕打着实验证明旗号的神话会严重危害科学技术的发展和思想文化的进步。

（王国文，北京大学物理学院，2006年5月24日）

附新闻一则：“潘建伟：中国量子通讯网络计划2016年发射”

拷贝转贴自：http://news.hexun.com/2011-09-29/133848854.html

和讯网消息 2011诺贝尔奖得主北京论坛9月28日-9月30日举行。和讯网全程报道。中国科技大学教授潘建伟表示，中国量子通讯计划在2016年发射。通过这种技术的发展，最终构建广域的量子通讯网络，在空间卫中转战的帮助下实现远距离量子通讯。

潘建伟表示，未来我们想发射一颗量子卫星，可以把两个网络连接起来，以这样的方式构建量子通讯网络，在量子通讯的帮助下，通过发射装置发射到卫星上，可以把卫星上的量子态返回到地球上。目前国际上有类似的相应的计划，我们的量子通讯计划在2016年发射。通过这么一种技术的发展，最终构建广域的量子通讯网络，在空间卫中转战的帮助下实现远距离量子通讯。

以下为文字实录：

各位来宾大家早上好！根据论坛组委会的要求我今天的报告题目是量子传输与未来通讯。在我们中国有一本非常有名的小说就是《西游记》在小说里面有几位非常神奇的人物，第一个就是千里眼，千里眼可以看到千里以外的事情，顺风耳就能听到千里以外的事情，还有就是孙悟空，对于神话传说当中在当今现实中都实现了。电视很好的实现了千里眼的功能，我们每天用的手机或者电话本质上实现了顺风耳。随着信息技术的发展，大家就问了，我们在信息传输过程中我们的通讯，我们的信息交流，传输是不是安全的？这是我目前关心的一个问题，与此同时在吴承恩提出的三项功能，像孙悟空突然消失，又突然出现，现代科学会不会出现呢？随着量子传输的发展，部分来解决刚才所希望的这样一种类似于孙悟空筋斗云，介绍功能之前简要的回顾一下量子力学的基本原理。所谓量子是构成物质的基本单元，我们把他叫做光子，对于这种基本单位来说是不可分割的，这种不可分割的单位有几个奇怪的性能。根据量子力学的叠加原理甚至处于任意的叠加，对于大多数来说如果粒子本身处于什么你不知道，你可以做一下测量通过简要的分析告诉我们。所以未知了量子是不可以复制的。

我们把它应用于两个粒子的时候同时又两个猫，同时处在活活和死死的叠加状态，这种态有两个头子，这两个头子不管处于多远，你可以得到零和一这两个某一个，当你发现不管他们两个相距多么遥远，不管多么遥远他们都有精确的关联。当我们把这种量子叠加和量子久长（音）叠加的时候我们可以做很多事情，因为对这些测量结果中间这个窃听者不可能分成两份，这么一来中间倾听者的窃听是很容易被发现的，利用这两个分发是安全的，所以可以实现加密保证通讯的安全。还有另外有意思的是可以实现孙悟空的功能，假定我从合肥带来一个箱子，但是我忘了把钥匙，我的同事可以在合肥给我测量一下，我在这里就可以配一把就可以把箱子打开了。到了1993年的时候几个美国的科学家凭这个方法可以实现把一个量子态从一个地方传到另外一个地方，但是不需要把量子送过去。假定说有一个合肥人想到北京来，可以把纠缠物纠缠起来，这里面得到一些数据，是0、1、0的数，通过无线电台传到北京，传到北京之后只要对北京的粒子做一个相应的操作，例外这种方法可以做远距离的量子态，在上世纪90年代开始大家在这个方面做了大量的工作。

2005年之前国际上很多小组在英国、日本和中国很多小组做的大量工作，都做了超过百公里，因为光的不完美，它的密码的分发的速率比较低，所以比较没有使用价值。到2007年的时候国际上取得了比较好的进展，比如说美国的小组和中国的小组都利用光线达到100公里，200公里，这样一来在城市间利用这种技术就足够了，2008年的时候在合肥构建全通讯的网络，当时在欧洲也构建了这个网络，在2010年在日本也构建了量子光线网络。同样的就是说1997年的时候国际上实现了首先光量子传输，随后大家希望把距离越做越远，所以大家想做原子传输，因为所有的物体都是由原子组成，对于原子比特来说当时的技术只能做到几十个微米，随后大家又在这个方面做了新的工作，希望在以往的工作上把钛从一个地方传到另外一个地方，当然在以往所有实验当中只是对单光子而言的，能不能对多个粒子进行传输，2006年的时候在国际上大家做的第一个这样的实验，当时做了两光子的传输，将来可以做三光子，四光子的传输，以往的实验当中存在着这样的困难，我们把距离做远是有很大得限制。而且如果说用原子存储器，我们可以非常方便的来实现遥远地点之间的原子久长（音），做远距离的量子传输。第一个有效方法是2001年提出来的，经过很多年的努力，一直到2008我们小组在国际上实现了一个非常稳定的量子中介器的演示，利用量子久长互相立宪量子传输，另外我们还有另外一个解决方案，可以利用飞行器的帮助我们可以很好的克服地表的影响，我们知道水平大气只有5到10公里的水平大气，这个光子可以80%的效率穿透大气层的，利用这个手段实现全球化的量子通讯。

基于这种想法在2003年时候在维也纳做的，把这个久长自由空间分发到600公里，2005年在合肥做了13公里的实验，证明这两个光子穿过大气层的时候很好的存活。2007年他们在西班牙群岛上实现了基于左右空间的144公里的单光子和久长光子的技术，远距离的情况下是可行的。与此同时利用前面发展的技术到了2010年在长城的八达岭实现了16公里的自由空间的量子传输，最终随着这个方面的技术的发展，到的今年夏天可以实现久长光子的分发，我们可以把两个久长光子传输百公里，当然这是一些原理性的实验，在工程实现上做了一些实验，在40公里的范围内模拟了基于卫星的量子。未来我们想发射一颗量子卫星，我们可以把两个网络连接起来，以这样的方式构建量子通讯网络，在量子通讯的帮助下，通过发射装置发射到卫星上，可以把卫星上的量子态返回到地球上。目前国际上有类似的相应的计划，我们的量子通讯计划在2016年发射。通过这么一种技术的发展，最终构建广域的量子通讯网络，在空间卫中转战的帮助下实现远距离量子通讯。我的报告就到这里，谢谢大家！

Tags: 潘建伟, 王国文, 量子力学基础理论, 量子隐形传态

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Sep 27 2011

王国文：谈谈对无作用测量和反事实量子密码术的认识

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王国文：谈谈对无作用测量和反事实量子密码术的认识

[摘要]在量子物理中引入初包的含峰片、峰外片、不含峰片概念能无佯谬地解释双缝干涉、量子隧穿、量子纠缠和量子-经典过渡。有了以空波为特征分量的不含峰片，无作用测量的真莫道不消魂相赫然在目。同样，惠勒延迟选择效应、量子路径信息擦除效应、阿哈罗诺夫-玻姆效应等的真莫道不消魂相也暴露无遗。还有，量子非定域性的荒诞、量子退相干纲领的谬误、量子隔空传输巫术、多光子纠缠魔术、量子密码绝对安全神话，也都统统昭然若揭。这里论证，无作用非无，反事实不反，反事实量子密码术并不具有无条件的安全性。量子通信专家常说，量子密码的无条件安全性为量子力学的基本原理所保证，量子密码派也常特意用这句话来与现代密码派博弈，可惜此话查无实据，纯属假大空话。看来，现时不该稀里糊涂投巨资去搞大规模量子密码工程，应先去切实认识有关的物理规律。

自从2009年韩国物理家卢泰坤（Tae-Gon Noh）发表文章“反事实量子密码术”[1]以后，我们国内有多个研究组很快跟进，国外尚少见。反事实量子密码术，也称N09协议，是根据1993年以色列物理学家厄黎策（A. C. Elitzur）和维德曼（L. Vaidman）提出的“无作用测量”概念建立的。这两位发表的文章的题目为“量子力学的无作用测量”[2]。然而，人们的普遍经验是，凡测量皆需要物理作用，难道量子测量不是这样的吗？他们认为在某些情况下测量仅仅需要“作用的可能性”。无作用测量看似反事实的，所以，反事实量子密码术也就是无作用量子密码术。“无作用测量”这个名称颇受争议，例如，帕维希（M. Pavicic）在文章“共振无能量交换探测和‘哪条路径’实验”中写道：“但是我们用名称无能量交换实验以强调这个事实，即被探测物体要与测量仪器发生作用，甚至无能量子hv转移给它。”[3] 他指的是如玻尔强调的非力学作用。相比之下，带有哲学意味的“反事实测量”这个名称则容易蒙混。它是指，在某些情况下，从测量可以得到可能会发生过什么的信息，但什么也没有真正发生过。搞反事实量子密码术者几乎都说，它具有无条件的安全性，为量子力学的原理所保证。郭光灿等于2010年7月发文“反事实量子密码术的安全性”[4]，称他们考虑它与纠缠提取协议过程的等价性证明了N09协议的无条件安全性。潘建伟等于2011年7月发文“反事实量子通信的实验演示”[5]，称他们已取得反事实量子通信的忠实而圆满的实现，在其过程中信息载体似乎没有走过量子通道。后面要指出，无作用非无，反事实不反，N09协议并不具有无条件的安全性，谬误出在对量子力学的错误理解上。

厄黎策和维德曼的论证是用马赫-曾德尔干涉仪，它由两个半反半透分束镜，两个反射镜和两个探测器组成。在这种干涉仪中，一个光子的波被第一个分束镜分成两个成分，它们分别经过光路a和b在第二个分束镜上再联合，最后光波在探测器上被假设坍缩成光子。而光子则被认为是只经过一条光路进入某个探测器的。这种认识符合玻尔的互补原理，即光子是“波或粒子”，不是“波和粒子”。因此，假如在一条光路b上放一枚单光子吸收触发灵敏的炸弹，如果进入干涉仪的一个光子在这条光路上碰到它并被吸收，它就爆炸。如果这时在某个探测器（D2）上测到一个光子，炸弹未被触发爆炸，那么这个光子一定是走了另一条光路a。然而，干涉仪原先（也是通常）是这样安排的，当炸弹未放前，不管经过哪条光路的光子由于自干涉，均进入探测器D1，无一进入D2。因此放炸弹后在D2上测到的光子必定是经过光路a到达的。于是他们做出结论，未有光子碰到炸弹，也能测到炸弹存在的信息。这好比在黑暗中看到了东西。在这个意义上他们称之为“无作用测量”。再者，如果D1和D2（假想有100%量子效率）上都未测到光子，炸弹也未爆炸，那么那一定是个哑弹。

现在来解释他们的这个思想实验。我们知道量子物理中的许多基本问题与“粒子”这个概念相关，如果我们能够用纯波建立的模型说明一切像粒子的性质，则量子现象解释中的佯谬自然不复存在。好在现在已经发现，在相对论框架内能建立一个由无数潜波等权相加而成的不发散波包，它的特征分量就是我们熟知的波函数，即能建立一个综合波粒二象性的微观粒子模型--初级波包（简称初包）。[6] 这种波包不会发散，是因为其中的潜波只有一个成分--特征分量--与粒子的动量和能量相关。由此类特征分量组成的波包是次级波包，像德布罗意波包和光脉冲，要发散是其特征，因为其中的波成分各与不同的动量和能量相关。冯·诺伊曼和其他许多人证明在量子力学中凡波包皆发散，那都是所述的次级波包，其中的成分是熟知的普通波，而不是假设的潜波，对潜波的频率和波矢，爱因斯坦-德布罗意关系式一般不适用，仅适用于特征分量。很自然，用初包的含峰片、峰外片、不含峰片概念能无佯谬地解释双缝干涉、量子隧穿、量子纠缠和量子-经典过渡。[7-10] 有了以空波为特征分量的不含峰片，无作用测量的真相赫然在目。同样，惠勒延迟选择效应、量子路径信息擦除效应、阿哈罗诺夫-玻姆效应等的真相也暴露无遗。还有，量子非定域性的荒诞、量子退相干纲领的谬误、量子隔空传输巫术、多光子纠缠魔术、量子密码绝对安全神话，也都统统昭然若揭。这个无作用测量概念来自对“不含峰片”这种准实体缺少意识，所以必然忽视它在这干涉仪中对那个炸弹的作用，尽管它无触发炸弹爆炸的功能。鉴于这种准实体的存在，“无作用测量”应改为“准作用测量”，而且说明反事实不反。

卢泰坤的“反事实量子密码术”使用的装置是厄黎策和维德曼所用装置的变型。他把马赫-曾德尔干涉仪中两个分束镜合二为一和用法拉第反射镜折叠光路，这样前者变成迈克尔孙干涉仪。并把炸弹换成一个开关，关时相当于放入炸弹。整个装置位于通信双方的一方，称艾丽丝方，只是用光纤连接的开关位于通信的对方，称鲍勃方。装置中还附加一些实验运行必要的器件。其中随机用两种入射光子，水平极化的和垂直极化的，为的是用来随机编码0和1。这样一来，当在艾丽丝区的探测器D2H（测水平极化光子）或D2V（测垂直极化光子）测到一个光子时，她知道在鲍勃区的那个开关一定是关上的（相当于放入炸弹），这时“光子”是经光路a到达D2H或D2V，未走出艾丽丝区。惊人的是，“光子”未出艾丽丝区竟能探测到了鲍勃方的开关状态的信息。这样，艾丽丝随机选择入射光子的极化和鲍勃通过操作开关来随机选择表示他的比特值的两种极化之一，从这些探测器获得的比特信息就可以用来编制密码串。从前述的初包模型看，关闭光路b（即连接鲍勃方的光路）就挡住了光子初包的不含峰片，破坏了干涉效应，导致这光子有1/2几率（总几率的1/4）进入D2H或D2V。注意这是最大的有效几率，因为，如果第一个分束镜的反射率降低，则出现无效几率，当反射率趋于零时，有效几率趋于零，再也探测不到鲍勃方的开关状态的信息。因此，探测到鲍勃方的信息并不是无载体的，那个不含峰片就是它的载体。如果对这种不含峰片缺少意识，那就以为信息的传输可以脱离载体。假如在这过程中真无载体，窃听者就无法截获-重发任何信息，从而可达到绝对安全的加密，可惜这只是一个神话。

这里发生一个问题，不含峰片能否被窃听者截获和重发。虽然做起来非常的难，答案是肯定的，因为在合适的增益媒质中，对不含峰片的单独放大（克隆）原则上并无限制。塞莱里（F. Selleri）和他人讨论过空波放大的可能性和实验检验的可行性[11]。至于那个未知量子态不可克隆定理，其推导思路看起来很合理，其实是错误的，涉及输入态的未知或已知的主观因素更无道理。所有物理学家都知道量子态叠加原理与量子测量结果（包括量子克隆）间存在着微妙的关系，而这个定理纯粹是从叠加原理形式地推导出来的。我们知道激光形成是依据光放大，有什么好的理由能认定光放大不等于光子被精确克隆？再者，对单独的不含峰片，原则上可以利用两个光子间的互干涉观察它。我们知道两个独立无线电台发出的电磁波是会干涉的，可以推论独立光束也会干涉。1963年马扎尔（G. Magyar）和曼德尔（L. Mandel）的论文“两个独立激光束叠加产生的干涉的条纹”[12]和1967年普费立高（R. L. Pfleegor）和曼德尔（L. Mandel）的论文“独立光子束间的干涉”[13]中报告的实验结果都证明了这一点。他们的结果可以解释为一束中一个光子的含峰片与另一束中光子的不含峰片发生了干涉。所以原则上我们可以利用这种互干涉间接观察一个光子的不含峰片。按照上面的论证，“反事实量子窃听术”能够对付“反事实量子密码术”，准确地说，“准事实量子窃听术”能够对付“准事实量子密码术”。由此看来，N09协议在原理上并非无条件地安全。

作为提出无作用测量概念的先驱者，1960年任宁格（M. Renninger）发表文章“不扰动物体的观察”，提出“阴性结果测量”概念[14]，1981年狄克（R. H. Dicke）发表文章“无作用量子测量：一个佯谬？”，提出“无作用测量”概念[15]。他们和后来厄黎策和维德曼报告的事实，都有深刻含义，催人对量子实体概念、量子力学诠释和量子测量问题的深思。量子力学的确意味着有像“鬼”一样的东西存在，它可以携带信息，这个鬼就是初包的不含峰片。对这种鬼东西，无法绕开它，只好承认它，接纳它。可以说，没有初包的不含峰片就没有量子世界和量子力学。量子力学的潜波变量理论能够重现量子力学一切预言的事实直接证明贝尔不等式和贝尔定理是伪的。这个潜变量理论也自然地解决了所谓的量子测量问题。量子通信专家常说，量子密码术的无条件安全性为量子力学的基本原理所保证，量子密码派也常特意用这句话来与现代密码派博弈，可惜此话查无实据，纯属假大空话。看来，现时不该稀里糊涂投巨资去搞大规模量子密码工程，应先去切实认识有关的物理规律。

在我国，反事实量子密码术跟进之快、参与者之多，说明我国的科研跟踪能力越来越强，但也至少部分地反映出中国科协名誉主席周光召院士的担忧：“我们科研跟踪的速度是越来越快了，国际上出了新成果，我们半年或一年就能跟进，可为什么我们不能率先突破、开辟一个新领域呢？”“我现在特别忧虑的就是社会上急于求成的浮躁状态。有的弄虚作假，有的为追求论文数量而不管质量、效果，结果就是只跟着别人走。”

参考文献：
[1] Noh, T. G., Counterfactual quantum cryptography, Phys. Rev. Lett. 103, 230501[4 pages] (2009).
[2] Elitzur, A. C. and Vaidman, L., Quantum mechanical interaction-free measurements, Found. Phys. 23, 987-997 (1993).
[3] Pavicic, M., Resonance energy–exchange–free detection and 'welcher Weg' Experiment, Phys. Lett. A 223, 241-245 (1996).
[4] Zhen-Qiang Yin, Hong-Wei Li, Zheng-Fu Han, Guang-Can Guo, Security of "Counterfactual quantum cryptography"
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[6] Wang Guowen, Ultrashort light pulse and the concept of the photon, Proc. SPIE, Vol. 1032, pp. 428-431 (198

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[7] Wang Guowen, Heuristic explanation of quantum interference experiments
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[8] Wang Guowen, Realistic solution to the tunneling time problem
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0706/0706.3510v1.pdf
[9] Wang Guowen, Locality of quantum entanglement
http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0512/0512195v1.pdf
(10)Wang Guowen, Finding way to bridge the gap between quantum and classical mechanics
http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0512/0512100v1.pdf
[11] Selleri, F., Quantum Paradoxes and Physical Reality, (Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1989), section 4.4: Quantitative empty wave amplification.
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（王国文，北京大学物理学院，2011年9月26日）

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Jun 07 2011

王国文：谈谈对量子纠缠真莫道不消魂相的认识

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王国文：谈谈对量子纠缠真莫道不消魂相的认识

何谓量子纠缠？量子纠缠态在数学上定义为：“如果一个二粒子复合体系的量子态无法分解为各子体系量子态之张量积，这个态称为纠缠态”。

量子的纠缠在物理上通常理解和描述为超距作用，即隔空瞬时影响：“当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。”这种纠缠被认为是物理学中的最大奥秘，或谓物理世界第一谜。

鉴于在相对论框架内建立的量子初包模型能够合理地综合波粒二象性，其含峰片（实体）与不含峰片（准实体）概念能够无佯谬地解释双缝干涉和其它一切量子干涉现象，因而顺藤摸瓜，对量子纠缠之谜可以给出一个解答：何谓量子纠缠，那是一个初包（微粒）的含峰片与另一个初包（微粒）的不含峰片在特殊条件下的融合发生纠缠，也就是说，它们的不含峰片发生了交换形成纠缠。这种交换，正好说明像氦原子中奇怪的交换能的来源和解释一切量子纠缠现象。因此，量子纠缠是一种特殊结构，而不是一种神秘的隔空瞬时影响关联。也就是说，纠缠后分离的实在微粒的编号（a和b）应不同于原来的微粒编号（1和2），这时再称“微粒1与微粒2无论相距多远”已无意义，因为微粒1（或2）的含峰片与微粒2（或1）的不含峰片已融合在一起。我们可以说：“微粒1（或2）的含峰片受任何操纵必定牵连微粒2（或1）的那个不含峰片，无论微粒1的含峰片（或不含峰片）与微粒2的含峰片（或不含峰片）相距多远。”

这个远在天边、近在眼前的诡计已经迷惑了物理学家大半个世纪。因此量子纠缠意味着：与其说整体大于部分之和，不如说整体中除包含含峰片外还包含着那种不为人知的不含峰片，与其说存在鬼魅隔空瞬时影响，不如说鬼魂缠身、阴魂不散。

量子纠缠的隔空瞬时影响解释出于虚实混淆、远近颠倒。爱因斯坦坚持的分离性原则适用于编号a和b，不适用于编号1和2，混淆两种不同编号是EPR佯谬的起源，根源在于对不含峰片这种准实体及其可能的交换缺乏意识。总之，一切量子怪事都要归囚于初包的峰外片和不含峰片，无它们就无法理解量子力学和量子世界。

量子力学的潜波诠释说明，虽然这个理论在希尔伯空间中的表述优美而有成效，然而在相空间（位形空间）中的表述更为自然、直观，更易于与经典力学贯通和解释宏观物体经典性的浮现。量子初包模型的有效性直接宣告潜变量不可能存在的一切证明无效，因而量子力学对量子实在的描述绝非完备，即量子态并不包含单个体系的全部信息。完备性思想导致对量子态叠加原理和海森伯不确定性原理的错误理解，因而也是不反映真实物理过程的波函数坍缩假设、退相干纲领和量子不可克隆定理谬误的基础。

现在的结论是，量子纠缠绝对是定域的，不存在瞬时的隔空操纵影响，超距作用子虚乌有，隔空影响只虚构在某些量子力学专家的头脑里，怪不得此种影响可以瞬间远达天边，无需媒介，也没有任何东西能阻挡。因此说明贝尔不等式无科学意义，量子隐形传输也绝无可能性。更重要的是，表明量子力学与相对论本无冲突。超距作用作为量子纠缠的解释，是违反因果逻辑的、超自然的、非物理的、神秘莫测的，查无可确信的事实根据，薛定谔曾称之为巫术，爱因斯坦称之为鬼魅作用和传心术，连信徒贝内特也称之像伏都教的通灵术。

这样看来，在应用上，称“量子隐形传态可用于大容量、原则上不可破译（万无一失）的保密通信，也是量子计算的基础”是假大空话，无怪乎实事一项无成，连“您好”的简单问候都无隐形传送成功的可能性。可以断言，一切取决于超距作用（非定域性）的信息技术开发都不能指望成功，更不能指望通过这类研究来否定爱因斯坦一生坚持的定域实在论思想。

现在最令人担忧的是，许多量子力学专家把爱因斯坦对量子力学数学形式体系的一些误解当作正确，而把他的正确认识：量子力学对物理实在的描述不完备，当作错误，另一方面，他们把玻尔坚持量子力学的完备性当作正确，而对他不支持非定性和波函数坍缩假设的思想置若罔闻，由此生出许多错误理论和其阳性实验，这个情况已把量子信息科技的发展引向岐途，尤其是新生的唯信息论者似乎要把物理学变成“无物无理学”。

鉴于对量子纠缠真莫道不消魂相的以上认识，如果说早年以波函数坍缩假设为依据的多光纠缠实验演示还有一点试验意义的话，如今还有专家进而演示8光子纠缠，那不仅是量子魔术，该说是胡作非为了。

还有那个被号称世界第一的“首次实现了具有存储和读出功能的量子纠缠交换”，也是出于对量子纠缠的糊涂认识和错误的实验路线。何谓量子纠缠这个问题的重要性自不待言，特别希望所有物理老师，大学里的和中学里的，都来关注或参与量子纠缠真莫道不消魂相问题的探讨和辩论。

（王国文，北京大学物理学院，2011年6月6日）

王国文：重大进展或弥天大谎

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王国文：重大进展或弥天大谎

并不十分意外，“实现16公里自由空间量子态隐形传输”获入选2010年我国十大科技进展新闻。这的确是一条震惊世界的大号新闻，看作重大科技进展也有说法：“该实验首次证实了在自由空间进行远距离量子态隐形传输的可行性，向全球化量子通信网络的最终实现迈出了重要一步。英国《自然·光子学》杂志以封面文章发表了这一成果。”

该实验演示，通过某种操作，一个光子在一处消失，接着它就在远处出现，即光子原物按隔空传输的量子态被重建了出来。这意味着，原则上有可能，如一位记者写道：“存放着机密文件的保险箱被放入一个特殊装置之后，可以突然消失，并且同一瞬间出现在相距遥远的另一个特定装置中，被人方便地取出。”该实验的主持人潘建伟曾经说过：“为什么我们不可以大胆一些，不可以想象：由各种各样分子组成的人，也可以在瞬间，带着他所有的记忆，带着他的品质，带着他的痛苦和欢乐，甚至包括感冒，传输到遥远的地方？”相比之下，记者所言的还只是小巫。

这则新闻一出，曾遭来一片嘘声：“把科幻电影的剧情发到学术刊物上了；这也敢拿出来，你真以为人都傻了吗？安徒生童话亦不过如此；假的，不可能；不是怀疑，压根就不信；伪科学；刘谦的魔术；张宏宝第二；见鬼了吧；愚人节；又开始出新的气功大师了；科学家都快成巫师了；国家应该立案严查，绝不能让这些骗子得逞；等等。”他们真像一群嚷嚷皇帝不穿衣服的小孩。有自以为学懂了或精通量子力学者把这片嘘声归咎于“无知”记者惹的祸，其实记者并未搞错。想起华南虎事件和其它事件中网民和记者的功绩，他们的意见和评论也不可小觑。这项成果不会是故意造假，也许说走火入魔、自欺欺人比较合适。

实验演示量子态隐形传输的头领是奥地利的安东·泽林格，他是一位反对唯物论的唯信息论者，主张万事万物皆信息。据一位网友说：2001年诺奖得主克特勒非常反感这种不触及真正物理问题的所谓时髦的工作，说泽林格不懂物理，最会的就是用分束器把一光束分成两束[做贝尔态测量和多光子纠缠]，又挺会搞钱，招了一大批学生给他干活。另一位诺奖得主康奈尔也表示类似的看法，他绝对不支持他的学生用BEC[玻色-爱因斯坦凝聚]做量子信息。他还据一位欧洲的同事说：“国内听说在此方向上跟风的厉害, ...不知此风过后会留下什么! ”据知，美国国防部早就不支持量子态隐形传输的研究，美国政府在新一轮科技计划中，已停止对光学量子信息处理（量子计算和量子密钥分配）研发的经费支持。

有意思的是，现时世上传播着一条编造的特大、特时髦的谎言：当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。这个隔空联动情况称非定域关联，常称非定域性。谁知竟不断有圆谎实验演示震惊世界。著名瑞士物理学家尼古拉斯·吉辛夸口：“未来的科学史家将把我们的时代描绘为非定域性伟大发现的新纪元。”泽林格预言：“也许一千年后真的能够隔空传送一只咖啡杯。”爱因斯坦曾称之为幽灵隔空作用和传心术，薛定谔直指之为巫术，连最信非定域关联的查尔斯·贝内特都坦言它像伏都教的通灵术。可怕的是，这条谎言泛滥于各种媒体，包括顶级学术期刊、教科书和科普读物。这就是成果“实现16公里自由空间量子态隐形传输”的学术背景。自然，此类实验结果最容易发表论文和容易获得盼望的各种资源。

量子态的隐形传输是根据非定域关联，即所谓超距作用。《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》执笔人高山写道：“即使超距作用最坚定的支持者也不得不承认，至今还没有一个实验确定无疑地证实了超距作用的存在”。这是真话，否认这点要么是搞错，要么糊涂，或者另有目的。高山虽然倾向于相信超距作用，他毕竟是一位十分诚实的学者，在关键点上不打马虎眼。有一位网友就此提问：“贝尔不等式的验证试验真的什么都没证明吗？我们普通人不可能亲自去做这样的实验，唯有对物理学家人品的信任，如果说“至今还没有一个实验确定无疑地证实了超距作用的存在”，那么就是在怀疑实验者的诚实，我们该相信谁？”应该说，检验用的实验方法和得到的资料是可信的，无需亲自去做这种实验，要问的是，贝尔不等式本身是否有问题。

贝尔不等式的建立有三个假设：1.量子力学是正确的，2.爱因斯坦的实在论或（和）定域性成立，3.观察量是潜变量的统计平均。第3条因想当然而常被省略，这条是关键，不等式的推导完全按这一条的思路完成。量子力学公认是正确的，没有问题，而约翰·贝尔和他人又都默认“观察量是潜变量的统计平均”，因此，贝尔型不等式的实验检验违反，就被认为无疑证明了实在论和定域性至少有一个不成立。这个结论的合理性似乎无可怀疑，近半个世纪以来在物理学界和哲学界获得广泛的认同。然而我们很清楚，微观粒子的行为与经典质点的行为非常不同，“观察量是潜变量的统计平均”这个假设未摆脱经典质点行为的意味，这至少说明这个假设是值得怀疑的，因而贝尔不等式的合理性值得怀疑。我们总是提心吊胆生怕经典思想影响对量子力学的正确理解和应用，不知怎么的，贝尔恰恰不知不觉一头栽在这个仿经典统计的泥潭里，所以，贝尔型不等式实验检验的违反，也许倒正好证明默认的第3个假设不合理，而爱因斯坦的定域实在论思想无可动摇。这倒不奇怪，一般物理学家，特别是实验物理学家，可能多数还是倾向于信仰定域实在论，出面质疑或反对非定域性的专家也不少。事实上已有多方面的证据表明第3个假设对量子力学是不适合的，既然如此，我们不妨坚持认为量子力学是定域的。非常可能，像氦原子中奇怪的交换能和其它一切量子纠缠现象都可用微粒交换不含峰片的纠缠结构来解释，一个微粒的含峰片与另一个微粒的不含峰片的融合是特别定域的纠缠结构，这很像是量子纠缠的真相，因为两个微粒的四个波函数对应上述的四个片很合逻辑。这样看来，量子力学根本没有告诉我们传递信息可以不用物理载体，脱离载体的信息传递本来就是不可思议的。贝尔不等式的提出最初属于有益的探讨，后来影响的扩大引起祸害，西班牙著名量子物理学家散托斯称：这影响的扩大是二十世纪物理史上最大的忽悠之一。

量子态的隐形传输理论在数学上是严格的，没有问题，但是，我们要严防被数学形式所迷惑，重要的是看物理实质。这个理论在物理上是根本错误的，这与量子力学的叠加原理和量子纠缠难以理解有关。从量子纠缠的定域解释看，这个理论是颠倒远近、混淆空实的产物。量子物理学家可能都知道，要用量子态编码隔空传输“您好”这样一个简单信息也无望成功，决不敢去申请做这样的课题，更不用说能做成那种“向全球化量子通信网络的最终实现迈出了重要一步”的工作。认真查看，在凭借量子态隐形传输理论的诸多工作中，实事一项无成，这不是因为技术上的困难，而是原则问题。隔空传输信息无异于传心术，这个理论已导致科学与巫术的联姻，不折不扣属于伪科学。一般而言，巫术科学起自愚蠢，也有可能因利益诱惑走向欺诈。

以上的分析企图说明，“实现16公里自由空间量子态隐形传输”的理论依据是错误的，属原则性错误。还有，它的实验路线也是靠不住的，永远离不开半透半反镜和符合计数器。其中关键的一步所谓贝尔态测量是仰仗波函数坍缩假设，我们知道，海森伯在1960年明确表示：“导致态坍缩的记录作用不是物理过程，宁可说是数学过程。”爱因斯坦坚决反对这个假设，也未见玻尔表示过支持这个假设。相信这个假设的人已愈来愈少，1999年在剑桥的牛顿研究所的量子计算会议上，90位物理学家有一次非正式投票，其中只有8位宣称他们的见解包含波函数坍缩。这个实验的结论也是错误的，具有按主观意愿凑造的性质。假如做出相反的结论，倒是值得称道的。做科学实验要准备失败，甚至是必由之路，所以没有理由不宽容任何失败，但十余年来一再盲目编造不反映事实真相的成果就有问题了，演示量子态隐形传输的实验似乎属于这种情况。

总之，由此看来，“实现16公里自由空间量子态隐形传输”的八达岭-怀来实验中，根本不可能真有量子态的隔空传送和光子重建，何来89%的传送保真度。传递信息绝对不能脱离物理载体，这是毫无疑问的，隔空联动是彻头彻尾的谎言。经557名院士投票该实验被评为2010年我国十大科技进展新闻之一，恐怕不仅会大大鼓励出类似的巫术性成果，也会严重损害我国科学家群体的信誉。科技进展还是由本行业的专家来评定为好。这项工作是高校做的，教育部科学技术委员会组织评选的“2010年度中国高等学校十大科技进展”中却无它，说明在我国还是有识之士占据优势，值得欣慰。钱学森曾经呼吁我们中国的物理学家和哲学家投入非定域性问题的研究，现在贝尔不等式和非定域性的谬误和祸害比以往更加明显，也许是到呼吁扫谎打非的时候了。这种扫谎打非或许能推动许多物理学家走出这种不等式和非定域性笼罩的阴影，去从事真正的创新性工作，并能使相关的教学中避免误人子弟。还有许多科学难题有待解决，希望自然寄托于年轻一代，诺奖得主拉比在玻尔诞辰百周年纪念大会上讲：“我觉得，我们[这一代人]还未得要领，下一代人，他们一旦找到那个要领，就会拍拍脑袋说，他们过去怎么会想不到的呢？”

相关文章：
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（王国文，北京大学物理学院，2011年1月31日）

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Jan 20 2011

王国文：最新评论

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王国文教授的最新评论

      《爱因斯坦的幽灵——量子纠缠之谜》书中提到：“即使超距作用最坚定的支持者也不得不承认，至今还没有一个实验确定无疑地证实了超距作用的存在”，这说明执笔人是一位十分诚实的学者，决不在关键之处打马虎眼。

      爱因斯坦的幽灵或有或无，即非定域性或有或无，非此即彼，爱因斯坦的断言不可能有幽灵隔空作用。那么是如何无中生有的呢？1952年玻姆称他发现的量子势的作用是非定域的，1964年贝尔称他发现的不等式表示量子力学与定域性不相容，1981/1982年阿斯派克特等的实验结果与量子力学的预半夜凉初透言相符，而通过贝尔不等式推论爱因斯坦的定域实在论思想是错误的。这样，对一些实验事实因贝尔不等式被过多联想和推论（节外生枝），盲目编造出谎言，又把谎言当真，根据谎言再接连编出谎言，为了圆谎，谎言又越来愈多，一发不可收拾。这种盲目编造的谎言不仅广泛出现在学术论文中，并进入教科书，以致把量子物理学的发展和一代量子物理学家引向歧途，特别是使光量子信息技术研发成为奇特热门。他们也许原本想使量子力学更好地被理解，实际效果刚好相反，物理学与巫术联姻会产生什么效果，这种联姻在科学史上绝无仅有。

      从相对论原理、爱因斯坦的分离性原则和对量子纠缠真莫道不消魂相的认识可以判断，实验实现量子隐形传态是弥天大谎，实验演示多光子纠缠是魔术，永远解不开的量子密码是假大空话，还有利用量子隐形传态的量子计算机也无望做成。据知，美国政府在新一轮科技计划中，已停止对光学量子信息处理（量子计算和量子密钥分配）研发的经费支持，那不无道理。

      无论任何信息或什么量子态或唯信息论中所谓的原物都绝无可能被隔空传送，任何东西的传输离不开载体或媒质，这是毫无疑问的。以量子非定域性和量子隐形传态为立论依据的项目列入国家863、973计划等有害无益，与科教兴国、富民强国的战略目标背道而驰。

      还有更为重要的，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020）》中，与量子理论相关的有量子调控和纳米技术两项，其目标是实现跨越式发展和占领制高点。量子调控是指对单量子体系的调控，是对多量子系综统计性调控的跨越式发展。这个量子调控项目是在不知量子相干行为的起源，不知量子纠缠的真莫道不消魂相和不知量子-经典的边界情况下立项的，“十一五”中也没有直接针对这些方面的研究课题，所以还不足以体现量子力学基础的研究。“十一五”已经结束，“十二五”即将开始，在新一轮计划中应重视量子力学基础的研究。建议，在“十二五”的量子调控计划中，不要再资助那些明显出于对量子力学误解的研究，特别应排除一切以荒唐的非定域性为依据的研究课题，以杜绝继续在“十二五”名义下冠冕堂皇地出虚假成果。

Tags: 王国文, 量子力学诠释, 量子纠缠, 量子计算机, 非局域性

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王国文：谈谈对光速恒定假设的认识

关于相对论的原理，爱因斯坦（1905年）的定义是：

1.物理体系的状态变化不论参照匀速平移运动的两个坐标系的哪一个，不影响支配那些变化的定律。

2.任何光线在“静止”坐标系中都以确定的速度c运动，不论这光线是由静止的还是由运动的物体发射。相对论推论，一切物体的运动速度都不能超过这个极限速度c（光的真空速度299792458米/秒）。

一个多世纪以来，人们普遍相信爱因斯坦的光速不依赖光源速度的假设正确，只有少数人提出质疑。

最近出现了新的情况，意大利格兰萨索国家实验室报告他们测到缪中微子的速度超过c值，轰动世界。涉及原理问题，他们自己在报告的文末声称：“我们对这个结果审慎地不做任何理论或唯象解释的尝试。”

对他们报告的结果，有人认为违背相对论，实验必定有误。有少数人认为，可能相对论错了或有缺陷，光速c是可以超越的。另有为超光速和相对论同时成立动各种怪异脑筋。

x'=ct'=c(t-xv/c^2)/(1-v^2/c^2)^(1/2)=(c土v)t/(1-v^2/c^2)^(1/2)=V(v)t。

（王国文，北京大学物理学院，2012年1月1日）

王国文：名不副实：制备出八光子纠缠态

名不副实：制备出八光子纠缠态

2011年在国外显赫媒体上有三篇文章值得我们注意：

其一：八光子GHZ态的实验产生（自然·通信，郭光灿等） 其二：八光子纠缠的观察（arXiv:11056318，潘建伟等） 其三：多光子纠缠与干涉量度术（《现代物理评论》接受，潘建伟等）

评论：这些文章中所谓的多光子纠缠都不是名副其实的量子纠缠 建议：开展辩论，以明真莫道不消魂相。

（王国文，北京大学物理学院，2011年12月8日）

附新闻一则（转贴）：中科院量子信息重点实验室制备出八光子纠缠态 （http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201111/t20111123_125013.html）

附评论一则（转贴）：23年后，中国科学家再次在《Review Modern Physics》发文http://www.tianya.cn/publicforum/content/free/1/1416696.shtml

该论文的 第一作者：潘建伟 第二作者：陈增兵 第一通讯单位： 中国安徽合肥中国科技大学微尺度国家实验室。 《Review Modern Physics》翻译成汉语就是《现代物理评论》。

王国文：何谓量子纠缠？

何谓量子纠缠？

查阅全文：何谓量子纠缠.pdf

王国文：//老话重提：评中科大潘建伟组的量子计算机

王国文：量子退相干纲领的谬误

量子退相干纲领的谬误

王国文：真有神出鬼没的事儿吗？

（王国文，北京大学物理学院，2006年5月24日）

附新闻一则：“潘建伟：中国量子通讯网络计划2016年发射”

拷贝转贴自：http://news.hexun.com/2011-09-29/133848854.html

以下为文字实录：

王国文：谈谈对无作用测量和反事实量子密码术的认识

王国文：谈谈对量子纠缠真莫道不消魂相的认识

何谓量子纠缠？量子纠缠态在数学上定义为：“如果一个二粒子复合体系的量子态无法分解为各子体系量子态之张量积，这个态称为纠缠态”。

量子的纠缠在物理上通常理解和描述为超距作用，即隔空瞬时影响：“当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。”这种纠缠被认为是物理学中的最大奥秘，或谓物理世界第一谜。

鉴于对量子纠缠真莫道不消魂相的以上认识，如果说早年以波函数坍缩假设为依据的多光纠缠实验演示还有一点试验意义的话，如今还有专家进而演示8光子纠缠，那不仅是量子魔术，该说是胡作非为了。

（王国文，北京大学物理学院，2011年6月6日）

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其一：八光子GHZ态的实验产生（自然·通信，郭光灿等）
其二：八光子纠缠的观察（arXiv:11056318，潘建伟等）
其三：多光子纠缠与干涉量度术（《现代物理评论》接受，潘建伟等）

评论：这些文章中所谓的多光子纠缠都不是名副其实的量子纠缠
建议：开展辩论，以明真莫道不消魂相。

附新闻一则（转贴）：中科院量子信息重点实验室制备出八光子纠缠态
（http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201111/t20111123_125013.html）

附评论一则（转贴）：23年后，中国科学家再次在《Review Modern Physics》发文
http://www.tianya.cn/publicforum/content/free/1/1416696.shtml

该论文的
第一作者：潘建伟
第二作者：陈增兵
　　
　　第一通讯单位：
　　中国安徽合肥中国科技大学微尺度国家实验室。
　　
　　《Review Modern Physics》翻译成汉语就是《现代物理评论》。