格里菲斯大学 信用:Pixabay/CC0公共域 格里菲斯大学的量子物理学家揭示了一个新的悖论，当涉及到某些长期持有的关于自然的信念时，“有些东西必须给予”
" 当我们在像原子这样的微小物体上进行实验时，量子理论在预测我们观察到的行为方面几乎是完美的
但是在比原子大得多的尺度上应用量子理论，特别是对进行测量的观测者来说，提出了困难的概念问题
在《自然物理学》杂志上发表的一篇论文中，澳大利亚格里菲斯大学领导的一个国际团队将这些问题激化成了一个新的悖论
该论文的资深理论作者、副教授埃里克·卡瓦尔康蒂说:“这个悖论意味着，如果量子理论能够描述观测者，科学家们将不得不放弃对世界的三个珍贵假设之一。”
“第一个假设是，当进行测量时，观察到的结果是世界上真实的、单一的事件
例如，这个假设排除了宇宙可以分裂的想法，在不同的平行宇宙中观察到不同的结果
" “第二个假设是实验环境可以自由选择，允许我们进行随机试验
第三个假设是，一旦做出这样的自由选择，它的影响不会比光更快地扩散到宇宙中，”他说
“这些基本假设中的每一个似乎都完全合理，并且被广泛相信
然而，人们也普遍认为量子实验可以扩大到更大的系统，甚至达到观察者的水平
但是我们表明，这些被广泛接受的信念之一肯定是错误的！放弃其中任何一个都会对我们对世界的理解产生深远的影响
" 该团队通过分析一个分离良好的纠缠量子粒子与量子“观察者”相结合的场景，建立了这个悖论——量子系统可以从外部操纵和测量，但它本身可以对量子粒子进行测量
“基于三个基本假设，我们已经在数学上确定了在这种情况下可能出现的实验结果的极限
但是量子理论，当应用于观察者时，预测的结果违反了这些限制
事实上，我们已经用纠缠光子(光的粒子)进行了一个原理验证实验
诺拉·蒂施勒，资深实验作家
“正如量子论所预测的那样，我们发现了一个违规现象
" “但是我们的‘观察者’的大脑可以说非常小
它只有两种记忆状态，这两种状态被认为是光子的两条不同路径
这就是为什么我们称之为原理证明实验，而不是我们悖论中三个基本假设之一一定是错误的结论性证明，”她说
“为了更明确地实现这个悖论，我们的梦想实验是量子观测器是一个运行在大型量子计算机上的人类级人工智能程序，”该项目的领导者、格里菲斯量子动力学中心主任霍华德·怀斯曼教授说，该中心是理论和实验团队的基地
“这将是一个相当有说服力的测试，测试量子理论对观察者来说是否失败，或者三个基本假设中是否有一个是错误的
但那可能是几十年后的事了
" 进行实验的量子动力学实验室中心也是澳大利亚研究委员会卓越中心——量子计算和通信技术中心的一部分
怀斯曼教授说:“人们早就认识到，量子计算机将彻底改变我们解决复杂计算问题的能力。”
“直到我们开始这项研究，我们才意识到，它们也可能有助于解答哲学难题——物质世界、精神世界的本质以及它们之间的关系
"
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