量子擦除实验
量子力学里干涉仪实验 / 维基百科,自由的 encyclopedia
量子擦除实验(英语:Quantum eraser experiment)在量子力学里是一种干涉仪实验,它可以用来演示量子纠缠、量子互补等基本理论。本条目所论述的量子擦除实验使用双缝干涉仪来制成干涉图样,这实验有三个步骤[1]:
- 照射光子束于双缝干涉仪,然后确认在探测屏出现了干涉图样。
- 观察光子通过的是哪条狭缝,在观察时,必须小心翼翼地不过度搅扰光子的运动[a],然后,证实显示于探测屏的干涉图样已被消毁。这步骤演示出,干涉图样是因为“路径信息”(which way information)的存在而被消毁。
- 通过特别程序,可以将路径信息擦除,但也可重新得到干涉图样。另外,证实不论擦除过程的完成时间是在光子被探测之前或之后,都会被重新得到干涉图样。
在干涉仪实验里,干涉图样的可视性与路径信息是两个互补变量,根据互补原理,假若越能分辨路径信息,则干涉图样可视性越低,假若干涉图样可视性越高,则越无法分辨路径信息。这好似无法同时看到硬币的两面。[1]
1982年,物理学者马兰·史库理(Marlan Scully)与凯·德鲁(Kai Drühl)最先提出量子擦除实验的点子,他们表明,假设测得粒子的路径信息,则观察不到干涉图样,不管是否搅扰到粒子,但是,假设能够用某种方法擦除路径信息,则干涉图样又可被观察到[2]。1991年,史库理、柏投·恩格勒(Berthold Englert)与贺柏·沃尔特(Herbert Walther)给出实现这实验的方法[3]。后来,物理学者又设计出很多种不同的量子擦除实验[4][5][6]。