比特币 量子力学 破解(最新九篇)

遇事不决量子力学这个梗所表达的意思是“不论什么花里胡哨的事，把量子力学拖出来背锅就行了”，出自动漫《青春猪头少年不会梦到兔女郎学姐》，动漫中男主的身边存在着各种各样的奇怪故事，被男主称为“青春期综合征”，但每次解决后都会被男主挚友双叶理央用量子力学来解释，虽然不知道是否真的有关，但官方里面解释就是这样，所以就演化出了这个梗。其全句是“遇事不决，量子力学；解释不通，穿越时空；双叶一下，你就知道”，就是说有什么不懂的，问一下双叶就行了，比某度还要全能。

升级后的LIGO和处女座探测器将释放更精确的“时空涟漪”数据。

引力波探测热潮卷土重来——这一次是在量子力学的帮助下。经过19个月的关闭和升级，LIGO(激光干涉引力波天文台)和意大利处女座引力波探测器两个探测器正式恢复数据采集。升级后的探测器不仅可以发现更多引力波(即包含大量宇宙信息的时空波纹)，还可以进行更详细的探测，这在一定程度上取决于被称为“光压缩”的量子现象。研究人员希望捕捉未被发现的事件，如超新星或黑洞与中子星融合。

位于意大利比萨附近的处女座引力波探测器的灵敏度自2017年以来增加了一倍。

这一行动将持续到明年，标志着引力波天文学研究的重大变化。LIGO和处女座将首次公开发送实时引力波探测信号，以帮助其他天文台和拥有望远镜的个人了解如何探测引力波事件，以便更多的传统设备，无论是射电望远镜还是天基X射线望远镜，都能加入探测任务。据报道，LIGO和处女座的探测信号也将通过手机应用程序发布。“天文学家不能再等了，”加州理工学院物理学家、LIGO项目负责人大卫·雷兹说。LIGO在2015年首次探测到引力波。

在之前的两次观测行动中，LIGO的两个探测器共发现了11个引力波信号，每个信号都来自一次剧烈的宇宙碰撞，其中10个信号来自两个黑洞的合并。在2017年加入探测小组后，较小的处女座探测器帮助完成了几次探测，尤其是2017年首次发现了两颗中子星合并产生的引力波。这一事件的探测数据帮助天文学家破解了许多宇宙之谜。

Reitze相信升级后的检测网络将能够捕捉更多的事件，从平均每月一次到大约每周一次。尽管大部分事件可能仍与黑洞重合，物理学家们渴望发现另一次中子星碰撞。

灵敏度升级

灵敏度的提高有助于探测器更好地区分真实信号和连续背景噪声，并为物理学家提供更多引力波的细节。这反过来又可以检验广义相对论，在广义相对论中，爱因斯坦预言了引力波的存在。

澳大利亚莫纳什大学的理论天体物理学家伊利亚·曼德尔说，未来的探索应该能够解开黑洞合并过程中的一些谜团，比如它们的旋转速度和方向。他说:“也许我们可以慢慢澄清黑洞是否会优先排列。”

如果两个黑洞的旋转轴彼此平行，这意味着它们有相同的起源，并且最初是两颗一起运行的恒星。另一方面，如果两个黑洞的自旋随机排列，这意味着它们有不同的起源，然后开始围绕彼此旋转。

LIGO在美国路易斯安那州利文斯顿的装置已经是最灵敏的引力波探测器，并且升级后的灵敏度将再增加40%。2017年，位于汉福德、华盛顿和处女座的LIGO干涉仪遇到了影响其探测能力的技术障碍，但一些追赶目标现已完成。意大利国家核物理研究所的物理学家兼处女座调试协调员阿莱西奥·罗基说，升级后的处女座的探测距离增加了一倍。

激光升级

这种灵敏度的提升主要来自天文台核心激光器的两个变化。

LIGO的两个探测器是L形真空系统，有两个4公里长的干涉臂。意大利比萨附近的处女座装置与此类似，但它的臂只有3公里长。检测器内两端都有反射器，激光束在反射器之间来回转动。当引力波穿过地球时，激光束的长度会有微小的变化。

为了使背景噪声中的信号更容易被识别，LIGO和处女座的物理学家增加了激光的功率，并首次将“压缩光”应用到量子力学中。

真空中充满了消散的基本粒子。在引力波探测器中，这种随机波动导致激光束中的光子在不可预测的情况下撞击镜子。这一直是LIGO和处女座探测高频或三重引力波的主要障碍。然而，物理学家可以使用压缩光来操纵这种波动，并让它成为他们自己的用途。因此，只要部分波动转向低频，就可以进一步提高高频波的检测概率。

压缩光

几十年来，压缩光一直是量子光学实验的标准工具。自2010年以来，它已应用于位于德国汉诺威的GEO600探测器，该探测器有一个600米长的臂，是一个LIGO试验台。2010年，一个团队首次在GEO600探测器上测试了压缩光技术。

压缩光技术特别适用于探测由双中子星和较小黑洞合并产生的引力波。这是因为当较轻的天体围绕彼此旋转时，它们会在碰撞前以每秒500次的频率相互环绕，这将大大增加超出干涉仪探测范围的引力波的“间距”(频率)。提高探测器的灵敏度有望一直追踪到天体的尽头。

从现在开始，每一次成功的引力波探测都会公开发出实时信号。因此，世界各地的天文学家正准备跟踪引力波的探测，并使用传统技术，包括无线电、光学和x光观测台，来测试同样的事件。

当LIGO和处女座探测到两颗中子星合并产生的引力波时，世界各地的天文台都在关注这一事件，这也是天体物理学首次尝试“多信使”天文学。然而，之前想要跟踪和观察的天文学家团队必须与LIGO-处女座团队签署一份谅解备忘录，以接收被视为机密的信号。此外，研究人员还必须遵守禁令期。但是，从这次升级后的操作开始，所有这些限制都将被解除。“如果他们在后续观察中发现类似事件，他们可以做任何他们想做的事情。他们的出版内容和时间将不再受到限制。“这是一个巨大的变化。”

与此同时，在日本新建的KAGRA引力波天文台，研究人员正在努力调试他们的探测器，并力争在2020年初加入探测团队。第四个探测器的加入将大大提高此类宇宙事件的定位精度。

简要回答

量子力学与神没有关系，只能说量子力学比其以前的理论更接近世界本质。因为从物理学角度来说，量子力学主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论；可能是因为此理论是以研究世界微观粒子运动规律为基础，能以科学的方法越来越近甚至于解答万物起源，故有这种说法。

其实现有的量子力学还不够完善，但是目前为止的技术与结论，还不足以推翻量子理论。有人说量子力学是最接近神的，为什么会有这种说法呢？下面小编就来跟大家说一说。

详细内容

量子力学与神没有关系，只能说量子力学比其以前的理论更接近世界本质。因为从物理学角度来说，量子力学（物理学理论）主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论；可能是因为此理论是以研究世界微观粒子运动规律为基础，能以科学的方法越来越近甚至于解答万物起源，故有这种说法。

物理学家基本都是对不畏惧死亡的，因为他们中的智者已经理解 这一切都是虚无的空间造成的，人类只是基本粒子（空间自动产生）构建的生物组织，人类社会则是生物组织构建的滑稽的闹剧，物理学家甚至不害怕人类灭亡，用他们的话来说，闹剧总有谢幕的时候，这就是万物皆空。

为什么量子物理最接近神?

总的来讲，现今的物理学家及天文学家基本可以回答宇宙起源及宇宙的最终命运问题了，只是宇宙起源的详细过程还有一点争议（暴涨理论与宇宙缺陷理论之争），有关于宇宙本质的理论（解释世界）还有好几个（M理论及圈量子力学等），但可以肯定的是 宇宙起源于虚无的真空（量子空间）及宇宙的最终命运是毁灭，这是有大量的数据支持的。

俄罗斯裔美国人伽莫夫1949年创立的真空热力学大爆炸理论是物理学家们公认的理论，我们的宇宙起源于137亿年前真空的一个极小点的大爆炸（这个点比一个灰尘还小数百亿倍的）这里补充说明一下，世界的起源比解释世界更加重要，在我们确定世界起源于虚无空间之前，虚无主义哲学家们已经推论出有关这个世界的一些相关结论，你会发现他们的观点与物理学家是相似的，比如哲学家加缪与物理学家温伯格都认为，人生是场闹剧，世界从虚无而来，回至虚无等，大爆炸理论表明宇宙起源于虚无的真空，也即量子空间，奇点来自于量子空间，这个是物理学家认同的，神学者认为宇宙起源与神的创造，奇点来自与神。

天文观测数据及宇宙模型表明我们的宇宙是动态的，最终走向毁灭，回到虚无的真空（有空间结构撕裂，热寂灭，坍塌等三种模型，根据现今的研究，第一种可能性最大,第3种基本没有可能。）神学者认为宇宙是神控制的，不会毁灭，我们都会去天堂的。

过去60年里面支持大爆炸理论的天文及物理数据有几百个（从天文学到加速器都有证据），这些都是铁一般的证据。物理学家克劳斯和斯塔克曼质问永生，“可以把永生定义为永远不丢失信息，永远不丢弃信息的这项条件意味着智慧生命永远不能忘记任何东西。最终，一个不能丢弃记忆的智慧生命会发现自己一遍又一遍地生活在过去的记忆之中。“所谓‘永恒’只会变成一座监狱，而不会使创造和探索的领域无止境地变得越来越宽广。它也可能是涅槃，但那还是生命吗?”。

电影《十全九美 》里面有一句对白，这事要是不成，咱就得死，要是成了，那生不如死，这让我想起了关于永生的故事，如不能永生，就得死，如能永生，就生不如死，你说外星人都永生了都生不如死了他还对我们这些文明感兴趣么？实际上科学家普遍认为外星人不来找我们的原因最重要的是 对我们没兴趣，之后才是空间的遥远距离。永生啊永生，无数人为你痴迷，可物理学家并不喜欢它，我见识到的物理学家基本都是对不畏惧死亡的，因为他们中的智者已经理解 这一切都是虚无的空间造成的，人类只是基本粒子（空间自动产生）构建的生物组织，人类社会则是生物组织构建的滑稽的闹剧，物理学家甚至不害怕人类灭亡，用他们的话来说，闹剧总有谢幕的时候，这就是万物皆空。

今天，物理学的基本理论几乎停滞不前。我们仍然不知道暗物质是什么，我们仍然没有解决爱因斯坦引力理论和粒子物理标准模型之间的区别...

量子力学不是火箭科学，但它有可能取代火箭科学，成为一个不可理解的数学问题。众所周知，量子力学很难理解。它与直觉背道而驰，似乎毫无意义。科普报道总是把它描述为“奇怪”、“奇怪”、“不可思议”或所有上述特征。

然而，我们不这样认为。量子力学是完全可以理解的。半个世纪前，只有物理学家放弃了唯一的理解方式。今天，物理学的基本理论几乎停滞不前。当年未能解决的重大问题今天仍悬而未决。我们仍然不知道暗物质是什么，我们仍然没有解决爱因斯坦引力理论和粒子物理标准模型之间的区别，我们仍然不知道测量在量子力学中的意义。

我们如何克服这些困难？是时候重新审视一个早已被遗忘的解决方案了:超决定论，也就是说，宇宙中没有两个部分是真正相互独立的。这个方案让我们对量子测量有了物理上的了解，并且有望改进量子理论。修正量子理论将成为物理学家解决其他物理问题和发现量子技术新应用的动力。

量子力学无处不在

迄今为止，物理学家和哲学家都认为有缺点的不是量子力学，而是我们对它的理解。因此，对量子力学的理解可以集中在对其数学的重新解释上，希望这个问题能够最终取得突破。但是突破还没有发生，因为量子力学的每一种解释都有问题。它们并不完全一致。只有更好的理论才能解决这些问题。量子力学不可能是自然界运行的最基本的规则。我们必须超越它。

问题是没有人知道为什么当人们试图测量量子效应时，它们会消失。

公平地说，抱怨量子力学的缺点并因此要求完全取代它的其他理论是对这样一个成功而精确的理论的最大侮辱。我们必须强调，量子力学已经存在了100多年，不管它是否奇怪。它做了许多令人惊奇的工作，帮助相信它的物理学家赢得了许多奖项。

没有量子力学，我们就没有激光、半导体和晶体管、电脑、数码相机和触摸屏。我们没有自旋磁共振，电子隧道显微镜和原子钟。我们不会有任何基于所有这些技术的众多应用。没有无线网络、人工智能和发光二极管，现代医学将基本上不复存在，因为大多数成像工具和分析方法现在都依赖于量子力学。最后但同样重要的是，量子计算机不会出现。

因此，毫无疑问，量子力学与社会密切相关。同样，毫无疑问，更好地理解它可以带来更多的成就和进步。

没有人理解量子力学。

那么，为什么连著名的物理学家都一再声明量子力学是不可理解的呢？

量子力学的核心概念是波函数。在量子力学中，一切都用波函数来描述。波函数用来描述基本粒子，基本粒子构成一切，所以一切都用波函数来描述。所以有电子波函数、原子波函数、猫波函数等等。严格地说，所有的事物都有量子行为，但是大多数量子行为在日常生活中是无法观察到的。

问题是没有人知道为什么当人们试图测量量子效应时，它们会消失。自从物理学家提出量子力学以来，这个“测量问题”一直困扰着他们。有些谜题已经解决了，但对这一部分的理解仍然不尽人意。

隐藏变量:掷骰子的结果是不可预测的，因为它对细节(比如手的运动)很敏感。因为这部分信息是未知的，为了实用目的，骰子是随机掷的。这就是如何理解量子力学。如果缺乏信息，量子测量的结果是可以得到的。

为了理解这个问题，假设你有一个粒子和两个探测器，一个在左边，一个在右边。如果粒子被发送到左侧，左侧检测器将发出咔嗒声。如果粒子被发送到右边，右边的检测器会发出咔嗒声。但是在量子力学中，你可以做更多的事情:你可以把一个粒子同时置于两种状态。例如，你可以通过分束器发射粒子，这样它就可以左右移动。物理学家说粒子是左右“堆叠”的。

但是你从来没有观察到叠加的粒子。对于这样的叠加状态，波函数不会告诉你将测量什么，你只能预测你的测量结果的概率。假设它预测50%的概率向左，50%的概率向右。这种预测对一组粒子或一系列重复测量是有意义的，但对单个粒子则没有意义。探测器要么发出咔嗒声，要么不发出咔嗒声。

从数学上来说，“点击与否”要求我们在测量时改变它的波函数，这样在测量后，粒子100%存在于实际测量它的探测器中。

量子力学不可能是自然界运行的最基本的规则。我们必须超越它。

这种变化(也称为波函数的“崩溃”)是瞬时的，并且在任何地方同时发生。这似乎与爱因斯坦的光速相冲突，光速是信息传输速度的极限。然而，观察者不能用它来比光更快地传递信息，因为观察者不能控制测量结果。

事实上，测量更新的同时性不是主要问题。主要问题是，如果量子力学是大多数物理学家认为的基础理论，那么测量更新应该是多余的。毕竟，探测器也是由基本粒子组成的，所以我们应该能够计算出测量中发生了什么。

不幸的是，我们不仅不知道如何计算探测器被粒子撞击时的行为，除非我们只是假设测量会导致波函数的突然变化，更糟糕的是，我们知道这是不可能的。

我们知道，没有波函数的崩溃，就不可能正确地描述量子测量，因为测量过程比没有观察到波函数时的行为更复杂。测量过程的主要功能是消除可测量结果的重叠。相反，未被测量的波函数将处于叠加态，这根本不是我们观察到的结果。我们从未见过同时发出和不发出咔嗒声的探测器。

这在形式上意味着，尽管量子力学是线性的(保持叠加)，但测量过程是“非线性的”，这属于比量子力学更复杂的理论。这是改进量子力学的重要线索，但几乎没有人注意到它。

相反，一些物理学家认为波函数不能描述单个粒子的行为，从而消除了量子测量的问题。他们认为波函数描述的不是粒子本身，而是观察者对粒子行为的理解。当我们进行测量时，这些知识应该更新。但是你不应该问这些知识是什么。

然而，这种解释不能消除这样一个问题:如果量子力学是基本的，那么我们应该能够计算出在测量过程中发生了什么。“观察者”获得的“知识”也应该适用于宏观对象，它们的行为至少在原则上应该可以从基本粒子的行为中推导出来。此外，我们知道这是不可能的，因为测量过程不是线性的。人们不能通过重新解释数学来解决这个矛盾，只能通过修正数学来解决。

一个可能的解决方案

解决这个难题只有两种方法。一是反对还原论，承认宏观对象的行为不能从其组成部分的行为中推导出来，即使在原则上也是如此。

拒绝还原论在哲学家中很流行，但在科学家中却很不受欢迎，这是有充分理由的。还原论取得了显著的成功，并被经验所证明。更重要的是，从来没有人提出过一致的、非还原论的自然理论。然而，如果没有更好的解释，放弃还原论不仅没有用，而且是反科学的。这无助于我们取得进展。

另一个合乎逻辑的解决方案是，量子力学不是一个基本理论，它只是更深层现实的一瞥。

如果量子力学不是一个基本理论，那么我们不能预测量子测量结果的唯一原因就是我们缺乏信息。因此，量子的随机性和骰子的随机性没有区别。

普遍相关性，这一概念的特征，并不出现在基本粒子的水平。

掷骰子的结果原则上是可以预测的。然而，它在实践中是不可预测的，因为它对最轻微的干扰非常敏感，例如你的手的精确运动，模具形状的缺陷，或其滚动表面的粗糙度。由于这是我们没有的信息(或者即使有，我们也无法计算)，骰子的滚动在所有实际应用中都是随机的。我们最好的预测是，当我们平均未知和精确的细节时，两边的概率都是1/6。

这是理解量子力学的一种方式。测量结果原则上可以预测，但我们缺乏信息。波函数本身不是单个粒子的描述，测量结果只是一个平均值。这解释了为什么量子力学只做概率预测。虽然潜在的新理论可以复制量子力学的预测，如果我们有这个理论，我们也可以区分在什么情况下我们应该看到量子力学的偏差。

这一观点得到了以下事实的支持:描述波函数行为的经验确定性的方程几乎与物理学家描述大量粒子而不是单个粒子的行为所用的方程相同。

历史上，这种理解量子力学的方法被称为“隐藏变量理论”，其中“隐藏变量”是所有未知信息的集合。如果我们有了它，量子测量的结果将会被准确地预测。

物理学走上了错误的道路吗？

应该强调的是，隐藏变量理论不是量子力学的解释。它们是不同的理论。它们能更准确地描述自然，确实能解决测量问题。

不用说，我们不是第一个指出量子力学就像平均理论的人。当面对随机测量结果时，这可能是每个人都会想到的。从量子力学的早期开始，物理学家就开始考虑隐藏的变量。但是后来他们错误地认为这个选择是不可行的，这个错误今天仍然存在。

几十年前物理学家犯的错误是从约翰.贝尔在1964年证明的数学定理中得出错误的结论。这个定理表明，在任何隐含变量允许我们预测测量结果的理论中，测量结果之间的相关性都是有限度的。从那以后，无数的实验表明这个极限是可以打破的。由此，我们可以看出贝尔定理应用的隐变量理论是证伪的。物理学家已经得出结论，量子理论是正确的，而隐式变量理论是不正确的。

然而，贝尔定理提出了一个本身没有证据支持的假设:隐藏变量(不管它们是什么)与探测器的设置无关。这种被称为“统计独立性”的假设是合理的，只要实验只涉及大的物体，如药片、老鼠或癌细胞。然而，没有人知道量子粒子是否成立。

违背统计独立性的隐藏变量理论导致了超决定论。令人震惊的是，他们从未被排除在外。他们甚至从未进行过实验测试，因为这需要一种不同于物理学家迄今所做的实验。为了检验超决定论，人们必须寻找证据来证明量子物理并不像我们想象的那样随机。

超决定论的核心思想是宇宙中的一切都与其他一切相关，因为自然法则禁止某些粒子的配置。如果你有一个空的宇宙，放一个粒子进去，那么你就不能任意放其他粒子进去。他们必须首先服从某些关系。

这种普遍的相关性尤其意味着，如果你想测量一个量子粒子的性质，这个粒子永远不会独立于测量装置。这不是因为设备和粒子之间有任何相互作用。两者之间的依赖只是一种自然属性。然而，如果只关注宏观设备，这种相关性将不会被注意到。如果是这样的话，量子测量将会有确定的结果，所以在解决测量问题时将会违反贝尔的定界。

很难解释为什么物理学家花了半个世纪研究一个不一致的理论，却从未认真考虑统计独立性可能会失败。如果在量子实验中违反了统计独立性，那么对其具体后果的分析就很少了。如上所述，任何解决测量问题的理论都必须是非线性的，因此混沌动力学很可能发生。小变化产生大结果的可能性是混乱的迹象之一，但在关于隐藏变量的辩论中，它被完全忽视了。

低风险、高回报

鉴于量子力学的技术相关性，超越它将是一个重大的科学突破。然而，由于历史遗留的问题，已经研究或正在研究超决定论的研究人员要么被忽视，要么被嘲笑。因此，仍然很少有人关注这个想法。

由于缺乏研究，我们仍然没有普遍适用的超决定论。我们确实有一些模型为理解违反贝尔不等式提供了基础，但是没有一个理论像现有的量子力学理论那样灵活。尽管超决定论所做的一些预测在很大程度上与模型无关，但测量结果的随机分布应该小于量子力学中的随机分布，但这些预测并不是基于成熟的理论，因此很容易受到批评。

实验主义者甚至不想测试这个想法。然而，我们不可能偶然发现超决定论的证据。普遍相关性并不出现在基本粒子的水平上。因此，我们不认为用越来越大的粒子加速器探测越来越小的距离有助于解决悬而未决的基本问题。

今天，大多数物理学家被错误地告知测量问题已经解决，或者错误地认为隐藏的变量已经被排除，这对物理学的进步毫无用处。

原标题:没有人真正理解量子力学，包括你

根据麻省理工学院的技术评论，一项新的量子物理实验为一个以前局限于理论领域的非常奇怪的想法提供了证据——在适当的条件下，两个人观察同一个物体可以看到两个不同事件的发生，而且两种真实的发展都是真实的现实。

论文保存在预先打印好的服务器arXiv上，霍瓦特大学的物理学家首次展示了如何重建经典量子物理思想实验，让两个人体验不同的现实。

实验道具包括两个人和一个单光子，单光子是最小的可量化的光单位，在不同的条件下可以作为粒子或波。

光子可以有波和粒子两种形式，并且在有人真正测量它之前不会塌缩成单一形式。根据目前的理论，光子波粒二象性是一种叠加态——两种状态同时成立。

在意识形态实验中，一位科学家一步一步测量光子，导致崩溃。

另一位科学家不知道科学家已经测量了光子——所以在第一位科学家的测量下，光子有一个确定的形式——并且认为光子仍然存在于波粒二象性的量子叠加态。

结果，这两位科学家经历了不同的现实。两者在技术上是正确的，即使它们的结果相互冲突。

这个想法是通过意识形态实验实现的。实验设备包括激光器、分束器和六组光子。

此前，其他研究人员也设计了实验过程，但这是第一个成功进行到底的实验。

尽管这项研究没有在学术期刊上发表和评论，但它的结果却进一步刺激了物理学本科生的大脑。意识形态实验已经成为真实的证据——在量子物理领域，可能不存在所谓的共同客观现实。

根据北京时间12月1日《每日邮报》的报道，一项新的实验发现时间旅行是可能的——至少对于亚原子粒子来说是这样。物理学家发现，在特定条件下，热量可以自发地从低温量子态粒子流向高温量子态粒子——实际上逆转了“时间箭头”。

研究人员表示，尽管这一发现并不意味着建造时间机器的可能性增加，但它表明量子世界有着非常不同的运行法则。

该论文的合著者、德国埃尔兰根-纽伦堡大学理论物理学教授埃里克·鲁兹在接受《科学新闻》采访时表示，新的实验表明，“时间之箭”不是一个绝对的概念，而是一个相对的概念。

鲁兹的研究成果在arXiv.org发表。

研究人员在论文中写道，“我们观察到热量自发地从低温系统流向高温系统。”

“时间箭头”的存在是从热力学第二定律推断出来的。

根据热力学第二定律，熵随时间增加。它解释说打碎玻璃或鸡蛋很容易，但要让它们复原却很难。热量自发地从高温物体流向低温物体，并非出于相反的原因。

Lutz说不同的系统可以有指向不同方向的“时间箭头”。

虽然研究人员研究的两个量子粒子的时间箭头明显是相反的，但实验室其余部分的时间箭头指向典型的方向。

科学家希望利用量子粒子独特的热力学性质来开发量子引擎，以完成普通机器无法完成的任务，例如控制小规模热流的方向。

研究人员在论文中写道，“通过揭示初始量子关联对时间箭头的基本影响，我们的实验揭示了量子力学、热力学和信息论之间微妙的相互作用，并提供了一种在微观尺度控制热量的新机制。”

然而，他们认为这项研究可能会产生更大的影响，“我们对时间热力学‘时间箭头’的研究成果也可能推动宇宙学‘时间箭头’的研究”。

量子力学是描述微观物质的理论，与相对论一起被认为是现代物理学的两个基本支柱。许多物理理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学，都是基于量子力学的。

量子力学是物理学中非常小的物理分支。它对物质世界有一些非常奇怪的结论。在原子和电子的尺度上，许多经典的力学方程不再有用于描述事物在日常大小和速度下移动的方式。在经典力学中，物体存在于特定时间的特定位置。然而，在量子力学中，物体存在于概率的阴霾中；它们有一定的机会在量子力学中，A(爱丽丝)点，另一个机会是B(鲍勃)点等。

量子力学（QM）经过几十年的发展，它开始作为一套有争议的数学解释实验，而经典力学的数学则无法解释。它始于20世纪之交，同时，阿尔伯特·爱因斯坦发表了他的相对论，这是物理学中一场单独的数学革命，描述了物质高速运动。然而，与相对论不同，量子力学的起源不能归因于任何科学家。相反，从1900年到1930年，许多科学家为三个革命性原则的基础做出了贡献，这些原则逐渐被接受和验证。

量子力学，为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。

该图描述了因果不可分性的检测，这可以确定量子过程是否与因果不可分。

在量子叠加态中，一个量子物体可以同时处于经典世界中两个不相容的状态，就像著名的薛定谔猫处于既有生命又有死亡的叠加态一样。最近的研究表明，量子物体不仅可以处于两个不相容状态的叠加中，还可以处于两个事件序列的叠加中。我们通常认为时间发生在一个确定的时间序列中，例如，A发生(并导致)B发生在后面，反之亦然。然而，在一个特定的量子过程中，事件不是以特定的顺序发生的，而是以两个不同的顺序发生的(一个在B之前，一个在B之后)。这种违反直觉的现象被称为“因果不可分离”。

维也纳大学和维也纳量子光学和量子信息中心的物理学家蜜桃红·阿劳霍说:“在我们的日常生活中，我们习惯于经历一件接一件的事情，原因先于结果。”。“因此，如果我们发现自然界实际上并没有在幕后遵循这一系列工作，那么事件可能没有遵循某种因果顺序可能会有点令人不安。”

直到现在，量子力学中因果的不可分性一直是一个抽象的概念，没有明确的物理解释。然而，在最新的《新物理学杂志》上发表的一篇论文中，阿劳霍和他的合作者提出了一个量子过程的物理例子，可以描述因果的不可分性。

“爱因斯坦的相对论动摇了绝对的全球时空观，告诉我们每个人经历的时间和时间关系可能是不同的:在两个不同的参考系统中，不同的观察者对两个事件的顺序可能有不同的观察结果。”论文的另一位作者，法国国家科学研究中心和格勒诺布尔阿尔卑斯大学的西里尔·布兰查德说。

“另一方面，量子力学动摇了我们对‘真理’的理解。它告诉我们，物理系统可能没有明确定义和明确定义的属性，但在几个不相容的状态叠加。例如，一只可怜的猫可能既活着又死了。现在我们发现，不仅物理状态之间的界限不再清晰，甚至因果关系(或因果顺序)也会变得不再清晰，并可以在某种程度上叠加。”

量子开关

物理学家在这里讨论的量子过程被称为“量子开关”，它最近被提议用来提高量子计算机的效率。在这项新的研究中，物理学家引入了一种检测因果不可分性的测试，这与测试量子纠缠的方法相似。如果操作是经典的(即只包含可分离的时间序列或非纠缠态)，测试将产生某个范围内的值，否则将产生其他范围内的值。

物理学家表明，任何量子过程的因果不可分性都可以用这种新方法来检测。在将来，它可以帮助我们通过在其他系统中的实验来检验因果的不可分性。

研究人员解释说，量子开关因果的不可分离性(即操作不遵循特定的顺序)并不意味着它打破了因果关系，比如允许在最初发生之后发生的事情先发生。这是因为在量子开关中没有明确的过去或未来，在另一个事件之前或之后没有事件“应该”发生。尽管量子开关没有违反因果关系定律，科学家们仍然不确定实际的物理过程是否能达到这样的效果。

因果不可分离性用于计算

以往的研究指出，量子开关在计算上比因果分离协议更具优势，这表明因果不可分性在量子计算中有着广阔的应用前景。

“当人们研究量子计算机或其他能够执行量子信息处理任务的设备时，他们通常会假设自己是按照一定的顺序工作的，”布兰奇阿德说。“这是量子计算中标准的基本假设”(电路模型)，通常用来描述量子计算机的工作原理。因此，我们对量子计算机能力的理解仅限于具有特定因果顺序的操作，即因果分离的操作。”

“认识到量子理论也包括因果不可分离的过程(如量子开关)，为量子计算开辟了新的可能性。我们自然可以预期，因果不可分离的过程可以在某些任务上取得更好的结果。”

物理学家Giulio Chiribella提供了一个例子来说明运算顺序是否固定的影响:如果执行“a先于b”和“b先于a”所获得的结果是相同的，那么这些运算将被“折算”或“反互易”。

为了找出一个操作是否容易，因果分离过程必须执行两个操作“a先于b”和“b先于a”，并比较结果。另一方面，因果不可分的过程，如量子开关，可以在量子叠加态下同时进行两个连续的过程，从而一步解决问题。从这个角度来看，不可分割的因果过程不仅更有效率，而且也是解决某些问题的唯一办法——例如，如果一些“黑箱”在一次操作后被破坏，问题必须一步解决。

由于量子开关只是因果不可分的最简单的例子，物理学家希望其他因果不可分的过程能带来更多的惊喜。

布兰查德说:“从更普遍的角度来看，我希望因果不可分离过程可以应用于其他各种场景——就像量子纠缠可以应用于量子信息处理的各个方面一样。”。“因果不可分性的强大力量仍在等待我们去挖掘，这使得这一领域的研究充满了令人兴奋的魅力。”