新的量子悖论揭示了广泛持有的信念之间的矛盾

格里菲斯大学的量子物理学家揭露了一个新的悖论，说到某些关于自然的长期存在的信念，“一定要付出”。

在预测像原子这样的微小物体进行实验时观察到的行为时，量子理论实际上是完美的。但是将量子理论应用到比原子大得多的尺度上，特别是对进行测量的观察者来说，提出了困难的概念性问题。

在《自然物理学》上发表的一篇论文中，由澳大利亚格里菲斯大学领导的一个国际团队将这些问题进一步推向了新的悖论。

该论文的资深理论作者埃里克·卡瓦尔坎蒂(Eric Cavalcanti)副教授说：“这种悖论意味着，如果量子理论能够描述观察者，那么科学家将不得不放弃对世界的三个珍贵假设之一。”

“第一个假设是，进行测量时，观察到的结果是世界上真实的单个事件。例如，该假设排除了宇宙可以分裂的想法，即在不同的平行宇宙中观察到不同的结果。”

他说：“第二个假设是可以自由选择实验设置，使我们能够进行随机试验。第三个假设是，一旦做出了这样的自由选择，其影响就不可能比光更快地传播到宇宙中。”

“这些基本假设中的每一个似乎都是完全合理的，并且被广泛相信。但是，也普遍认为，量子实验可以扩展到更大的系统，甚至可以扩展到观察者的水平。但是，我们证明了这些广泛持有的信念之一一定是错的!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。”

该团队通过分析分离良好的纠缠量子粒子与量子“观察者”(一种可以从外部操作和测量但本身可以对量子粒子进行测量的量子系统)相结合的情况来建立悖论。

“基于三个基本假设，我们在数学上确定了在这种情况下可能获得的实验结果的限制。但是，将量子理论应用于观察者时，可以预测违反这些限制的结果。实际上，我们已经进行了证明纠缠光子(光的粒子)的原理实验”，高级实验作者Nora Tischler博士说。“而且我们发现了违反量子理论所预测的情况。”

“但是，可以说，我们的“观察者”的大脑很小。它只有两个记忆状态，被实现为光子的两条不同路径。这就是为什么我们称其为原理证明实验，而不是结论性实验证明我们悖论中的三个基本假设之一一定是错误的。”

该项目负责人兼格里菲斯中心主任霍华德·怀斯曼教授说：“为了更明确地实施这一悖论，我们的梦想实验是量子观察者是在大型量子计算机上运行的人类级人工智能程序。”适用于理论和实验团队的量子动力学。

“对于量子理论对于观察者来说是否失败，或者三个基本假设之一是否是错误的，这将是一个非常令人信服的测试。但这可能还有数十年的路程。”

进行了实验的量子动力学中心实验室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：“人们早已认识到，量子计算机将彻底改变我们解决硬计算问题的能力。”

“直到我们开始这项研究之前，我们才意识到，它们也可能有助于回答哲学上的难题，即物理世界，心理世界及其关系的本质。”

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