量子擦除實驗
量子力学里干涉仪实验 / 維基百科,自由的 encyclopedia
量子擦除實驗(英語:Quantum eraser experiment)在量子力學裏是一種干涉儀實驗,它可以用來演示量子糾纏、量子互補等基本理論。本條目所論述的量子擦除實驗使用雙縫干涉儀來製成干涉圖樣,這實驗有三個步驟[1]:
- 照射光子束於雙縫干涉儀,然後確認在探測屏出現了干涉圖樣。
- 觀察光子通過的是哪條狹縫,在觀察時,必須小心翼翼地不過度攪擾光子的運動[a],然後,證實顯示於探測屏的干涉圖樣已被消毀。這步驟演示出,干涉圖樣是因為「路徑資訊」(which way information)的存在而被消毀。
- 通過特別程序,可以將路徑資訊擦除,但也可重新得到干涉圖樣。另外,證實不論擦除過程的完成時間是在光子被探測之前或之後,都會被重新得到干涉圖樣。
在干涉儀實驗裏,干涉圖樣的可視性與路徑資訊是兩個互補變量,根據互補原理,假若越能分辨路徑資訊,則干涉圖樣可視性越低,假若干涉圖樣可視性越高,則越無法分辨路徑資訊。這好似無法同時看到硬幣的兩面。[1]
1982年,物理學者馬蘭·史庫理(Marlan Scully)與凱·德魯(Kai Drühl)最先提出量子擦除實驗的點子,他們表明,假設測得粒子的路徑資訊,則觀察不到干涉圖樣,不管是否攪擾到粒子,但是,假設能夠用某種方法擦除路徑資訊,則干涉圖樣又可被觀察到[2]。1991年,史庫理、柏投·恩格勒(Berthold Englert)與賀柏·沃爾特(Herbert Walther)給出實現這實驗的方法[3]。後來,物理學者又設計出很多種不同的量子擦除實驗[4][5][6]。