簡介
![量子擦除實驗](/img/c/626/nBnauM3XwUDM2YTMwUjN2cjN5QTMwIDM4IjM0QTNwAzMxAzL1YzLyUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
主要內容
量子擦除實驗是楊氏雙縫干涉實驗的一個變形。人們已經認識到在雙縫實驗中,如果光子穿過了哪條間隙被觀測到了,那么光子就無法與自身發生干涉。如果一束光子中的每一個光子都像這樣被確定從哪條間隙穿過的話,那么我們就無法看到楊氏實驗中的干涉圖案。而這個實驗試圖製造這樣一種狀況:如果我們確定光子穿過了哪條間隙並做上“標記”,那么將不會有干涉現象發生,但如果在這個光子到達螢幕前,我們將這個標記擦除,那么我們又將觀測到楊氏實驗中的干涉現象。
量子擦除實驗的意義在於,在雙縫實驗中探測或標記光子路徑將會破壞干涉,但在此之後再擦除這個標記,人們可以重新恢復量子干涉。
需要強調的是,量子擦除試驗與主觀意識無關,而依賴於客觀的「記錄」是否存在。
實驗步驟
實驗分三個階段。
第一階段,使用非線性BBO晶體產生糾纏光子對。自光子對產生起,它們就具有不同偏振態,沿不同方向傳播。沿下路徑傳播的光子會遇到雙縫,使用靈敏的探測器可以掃出這些光子的干涉圖樣。
![第一階段](/img/5/5af/nBnauM3XzMjM3QTMyQDM5MzN0QTMwADMwADMwADMwATMxAzL0AzL4AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
第二階段,在下路徑上插入四分之一波片。這樣任何通過縫A的光子將會被改變為順時針或逆時針的圓偏振,任何通過縫B的光子的則具有相反方向的圓偏振。當探測設備在先前的移動範圍內重新掃過,可以發現探測結果不再相同 - 干涉條紋消失 - 即,任何標記了光子路徑的行為都會破壞干涉條紋。
![第二階段](/img/3/4c9/nBnauM3X3ETM1cTMyQDM5MzN0QTMwADMwADMwADMwATMxAzL0AzL1MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
第三階段,下路徑不作變動,將一個起偏器插入到上路徑,使得任何通過下路徑的糾纏光子對的偏振方向也受到影響。因為上路徑的光子的偏振方向發生變化,下路徑光子的偏振狀態也會改變。通過對上路徑上起偏器選擇合適的偏振角,令下路徑上剛好有一半的光子具有相同的偏振方向。一旦它們有相同的偏振態,它們可以再次彼此干涉,或者從另一個角度來看,已經沒有標記指明哪個通過縫A,哪個通過縫B。
![第三階段](/img/a/0fd/nBnauM3XxcDM0kTMyQDM5MzN0QTMwADMwADMwADMwATMxAzL0AzL4AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)