“量子态隐形传输”出问题了？

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1、“量子态隐形传输”违背量子力学的全同性原理实验解释隐含的“贝尔基测量规则”毫无道理—潘建伟等的实验并没有实现量子信息的隐形传输梅晓春（福州原创物理研究所,mxc001@163.com）内容摘要本文指出“量子态隐形传输”理论采用反对称的波函数描述三光子过程，违背量子力学的全同对称性原理。塞林格和潘建伟等对“量子态隐形传输”实验的也解释存在严重问题。为了使实验能被解读，塞林格和潘建伟等实际上引入一个可称为“贝尔基测量规则”的假设。但这个假设没有任何物理根据，是完全错误的。“量子态隐形传输”理论双光子和三光子的波函数写成费米子反对称的形式，而不是玻色子的对称形式，违背量子力学波函数的全同

2、对称性原理。然后塞林格和潘建伟等用四个贝尔基构造三光子波函数，其中只有12满足玻色子波函数全同对称性，反对称的12只能用于描述费米子。12则在实验过程中不存在，其结果导致三光子符合计数的理论预言与实验不一致。然而奇怪的是，在“量子态隐形传输”实验中，塞林格和潘建伟等却偏偏只用反对称的12描述双光子。他们的理由是，12乘上一个空间反对称的波函数，就变成对称波函数。然后他们假定，反对称空间波函数描述的两个光子一定会出现在不同的探测器上，对称空间波函数描述的两个光子则会出现在相同的探测器上，由此引入了所谓的“贝尔基测量规则”。但这个规则在物理学上没有任何根据，完全是错

3、误的。为得是自圆其说，人为地达到三光子符合计数的目的。按照这种逻辑，对称性的12也要乘上一个空间对称波函数，意味着用12描述的两个光子只能出现在相同的探测器上。但这样就无法达到三光子符合计数，于是塞林格和潘建伟等就认为12不可测量，完全不顾12才是正确描述光子的波函数。本文用量子力学标准方法，计算了“量子态隐形传输”实验中的所有三光子测量的符合计数率。塞林格等的计算除了f1f2d2（或f1f2d1）项与本文计算一致外，其他项的计算结果都与本文不一样。“量子态隐形传输”实验也只对f1f2d2（f1f2d1)进行测量，没有对其他项进行测量。按塞林格等的说法，其他项不可测

4、量。实际上情况是，按照他们的测量规则，12项也是可测量的。只是测量结果与他们的理论肯定不一致，因而被“省略”了。按照量子力学标准计算方法，根本不需要引入贝尔基，即不存在波函数崩塌到某个贝尔基的问题，也不存在量子态“隐形态传输”的问题。因此无论在理论上还是在实验上，塞林格等都没有证明“量子态隐形传输”现象的存在。我们不可能在“量子态隐形传输”基础上建立量子通讯系统，达到信息传输不可破译的目的。关键词：量子力学，全同性原理，量子信息，超空间隐形传输，纠缠态，贝尔基，玻色子，费米子一．前言全同性原理是量子力学的基本原理，它代表量子力学与经典力学最重要的差别之一，事实上微观粒子的干涉效

5、应就直接与全同性原理有关。所谓全同性指粒子的质量，电荷，自旋量子数等内秉1性质完全相同的粒子。微观系统由大量粒子微观粒子组成，微观粒子可以分为玻色子和费米子。按照全同性原理，玻色子互相交换后波函数不变，费米子互相交换后波函数要改变一个负号。之所以做这样的区分，是由于实验证明两类粒子的统计性质是不一样的。如果不考虑全同性原理，量子统计就退化到经典统计。因此量子力学在构造波函数时，必须考虑全同对称性，否则计算结果就一定与实验不符的。“量子态隐形传输”理论最早由Bennet等在1993年提出【1】，实验由塞林格和潘建伟等在1997年进行【2】。“量子态隐形传输”实验采用光子来传递信息，光

6、子是玻色子，波函数应当是对交换对称的。然而奇怪的是，塞林格和潘建伟等采用以下波函数描述光子2和3的状态：12302131203（1）2显然23是反对称的，只能描述费米子，不能描述玻色子。他们同时将三光子的波函数写成：1231230111101021301120321001010101110（2）1231231231232这个波函数对光子2和3的交换也是反对称的，因此“量子态隐形传输”理论从一开始就是错的。“量子态隐形传输”理论将三光子波函数用四个贝尔基来展开。四个贝尔基是：1

7、112011211021201021112（3）22其中12是反对称的，另外三个是对称的。“量子态隐形传输”实验涉及贝尔基的测量，通过测量使波函数崩塌，到达光子信息的转移。同样奇怪的是，在“量子态隐形传输”实验中，塞林格伟等偏偏使用反对称波函数12描述双光子，不用对称性的波函数12。为什么要这样做呢？这里面是大有文章的。由于12反对称，塞林格等就认为双光子系统波函数应当有两部分组成，一部分是偏振态波函数（即12），另