Re: [爆卦] 用氫原子檢驗量子糾纏是否源自蟲洞

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※ 引述《jackliao1990 (j)》之銘言：

我來玩玩，陪你發瘋。
: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/78f4-2gxv
: 1935年愛因斯坦等人提出愛因斯坦-波多爾斯基-羅森（EPR）悖論－糾纏粒子不管離多遠
: 都會瞬間表現出相關的屬性
: 愛因斯坦稱之為幽靈般的超距作用
: 後世則稱為量子糾纏
: 該年愛因斯坦和羅森還提出愛因斯坦-羅森（ER）橋
: 後世稱為蟲洞
: 2013年胡安馬爾達希納和倫納德薩斯坎德提出ER=EPR猜想
: 認為量子糾纏與蟲洞間存在關聯
: 此猜想將量子力學與廣義相對論連結起來
: 主張粒子間是透過蟲洞進行糾纏
: 加拿大新不倫瑞克大學博士生Irfan Javed和Edward Wilson-Ewing教授選擇氫原子來驗證
: 此猜想
: 氫是被研究得最精確的系統
: 其能階精確到小數點後15位
: 這使得氫對微小偏差都很敏感
: 尤其是它的超精細結構—質子和電子自旋間的磁相互作用產生的能量變化（比如用於繪製
: 銀河系地圖的21cm射電發射線）
: 氫原子的質子和電子本質上是糾纏的
: 如果蟲洞存在
: 電子的部分電場應該會洩漏到蟲洞中
: 質子的電場則不會
: 此洩漏在氫系統中應是可測的
: 科學家假設進入蟲洞的電子電場比例與質子和電子間的糾纏熵呈正比
: 接著他們假設此效應只影響點粒子而不影響像質子這種遠大於量子重力尺度的物體
: 這樣對外部觀察者而言
: 電子有效電荷被抑制了
: 就像它的部分電場消失在蟲洞中一樣
: 此作用與糾纏熵呈正比
: 因此糾纏態越多
: 受到的影響就越大
: 並非所有氫原子的自旋態都具有相同糾纏程度
: 在單重態中最大糾纏的自旋會經歷完全的抑制效應
: 而未糾纏的三重態則不會
: 科學家試圖透過比較同原子內的糾纏態和非糾纏態之間的能量差異來檢驗猜想
: 任何ER=EPR效應都會表現出可測量的兩種特徵－
: 1.電場洩漏會削弱糾纏自旋態和非糾纏自旋態之間的超精細分裂
: 2.如果蟲洞不可穿越
: 氫原子即使精確到小數點後20位都是電中性的
: 但也會攜帶少量但非零的淨電荷
: 這兩種效應均未被觀察到
: 這給任何潛在的ER=EPR效應的強度施加了嚴格限制
: 即使該效應存在
: 其強度也必須比根據超精細結構得出的估計值小少一百萬倍

前面提到，能階精確到小數點後15位，100萬倍正好是小數點後第21位，
正好滿足上述提到的電中性小數點後第20位，此結論合理。
: 比根據中性測量得出的估計值小十億倍
: 因為ER=EPR猜想尚未有足夠精確的表述
: 目前無法完美預測效應強度
: 銫、銣和鉀等較重原子的光譜精確度與氫原子相近且更易從實驗捕獲
: 因此它們可能提供更準的數據
: 這些數據或許是統一量子力學和相對論的萬有理論的基石

(1) 我有個疑問，若未糾纏的三重態是 質子、電子(正旋)、電子(負旋)，
那麼跟質子糾纏的質子態是在蟲洞的另一端嗎？

(2) 根據熱力學第二定律，熵增定律仍然適用於糾纏熵嗎？
且電子洩漏是糾纏熵增加，而不是糾纏熵減少嗎？

(3) 延續疑問2，若蟲洞的另一端是平行宇宙，糾纏熵還適用嗎？
不同平行宇宙，有不同的物理定律也不意外。

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推 jackliao1990: 1.不一定。 根據 ER=EPR 猜想，微觀
→ jackliao1990: 粒子間的量子糾纏等價於時空中的微
→ jackliao1990: 型蟲洞（愛因斯坦-羅森橋）。 您提
→ jackliao1990: 到的這組未糾纏三重態（質子、正旋
→ jackliao1990: 電子、負旋電子）中的質子，在之後
→ jackliao1990: 與另一個質子發生了量子糾纏，那麼
→ jackliao1990: 這兩個質子就各成為了這個微型蟲洞
→ jackliao1990: 的兩個入口（端點）。這兩個互相糾
→ jackliao1990: 纏的質子不需要分處在兩個宇宙。它
→ jackliao1990: 們可以存在於同一個宇宙的兩個不同
→ jackliao1990: 空間位置（即使相距幾光年）。蟲洞
→ jackliao1990: 的「另一端」指的就是與它糾纏的另
→ jackliao1990: 一個質子所在的時空位置，而非必然
→ jackliao1990: 通往另一個平行宇宙。
兄弟，不錯喔，我們聊聊。
我的第一個疑問，就是質子的糾纏態在蟲洞的另一端，不一定非得是平行宇宙。

我的第二個疑問是，糾纏熵已經證明是對的嗎？
根據熱力學第二定律，熵增定律，是有序走向無序，
是否有任何證據表示，電子洩露就是糾纏熵從有序走向無序？
推 jackliao1990: 2.熵增定律對糾纏熵的適用方式與傳
→ jackliao1990: 統熱力學不同，且電子的洩漏會導致
→ jackliao1990: 糾纏熵增加。糾纏熵（馮紐曼熵）是
→ jackliao1990: 用來衡量單一子系統內部混亂度（或
→ jackliao1990: 資訊缺失度）的指標。對於整個宇宙
→ jackliao1990: （孤立純態系統）而言，其總體馮紐
→ jackliao1990: 曼熵永遠為零，不隨時間改變。電子
→ jackliao1990: 的洩漏（退相干）：當您的系統（如
→ jackliao1990: 三重態）中的電子向外「洩漏」並與
→ jackliao1990: 周遭的大環境（微觀雜訊、空氣分子
→ jackliao1990: 等）發生非預期的碰撞與糾纏時，這
→ jackliao1990: 被稱為量子退相干。當電子與環境糾
→ jackliao1990: 纏後，原本純淨的系統資訊散失到環
→ jackliao1990: 境中。此時若只觀測原本的系統，會
→ jackliao1990: 發現它的行為變得像隨機的混合態，
→ jackliao1990: 因此系統的糾纏熵會顯著增加。這完
→ jackliao1990: 全符合熱力學第二定律中「孤立系統
→ jackliao1990: 走向最大混亂度」的精神。https://w
→ jackliao1990: ww.nature.com/articles/s41567-022
→ jackliao1990: -01873-9  科學家已證實，試圖在量
→ jackliao1990: 子操作中建立一個像傳統熱力學那樣
→ jackliao1990: 完美可逆的「糾纏第二定律」是不可
→ jackliao1990: 能的，量子糾纏的轉換具有本質上的
→ jackliao1990: 不可逆性。
推 jackliao1990: 3.依然適用。 在現代物理學（特別是
→ jackliao1990: 弦論與全像原理）的推導中，即使蟲
→ jackliao1990: 洞連接的是不同的空間片或平行宇宙
→ jackliao1990: ，糾纏熵的數學架構與物理意義仍然
→ jackliao1990: 完全合用。糾纏熵本質上是一個量子
→ jackliao1990: 資訊幾何學的定義，它只需要局部子
→ jackliao1990: 系統的密度矩陣即可計算，不需要管
→ jackliao1990: 另一個子系統到底飛到了哪一個宇宙
→ jackliao1990: 。雖然不同平行宇宙可能擁有不同的
→ jackliao1990: 低能物理常數（如電子質量不同），
→ jackliao1990: 但作為量子重力核心的量子力學基本
→ jackliao1990: 原理（如么正性、希爾伯特空間）在
→ jackliao1990: 多元宇宙中被認為是共通的底層邏輯
→ jackliao1990: 。空間的湧現：在 ER=EPR 的全像框
→ jackliao1990: 架 下，時空幾何（包含蟲洞與平行宇
→ jackliao1990: 宙的邊界）本身就是由量子糾纏湧現
→ jackliao1990: 而來的產物。因此，不是先有平行宇
→ jackliao1990: 宙才有糾纏，而是糾纏熵的結構定義
→ jackliao1990: 了這些宇宙如何透過蟲洞相互連接。
非常棒，感謝。
我還有一個疑問，糾纏熵是由薛丁格的貓的推衍而來的嗎？
若是的話，薛丁格的貓是死是活的機率還是 50% 50% 嗎？
會否有權重的差別呢？
推 jackliao1990: 糾纏熵是由馮紐曼的「量子熵」延伸
→ jackliao1990: 而來。直到 1990 年代量子資訊科學
→ jackliao1990: 興起後，科學家為了定量測量兩個系
→ jackliao1990: 統之間到底有多少糾纏量，才正式發
→ jackliao1990: 展出糾纏熵的數學架構。薛丁格的貓
→ jackliao1990: 是具象的物理寓言，而糾纏熵則是現
→ jackliao1990: 代物理學用來測量類似薛丁格貓這種
→ jackliao1990: 糾纏系統中資訊混亂度的數學工具。
→ jackliao1990: 貓死或活的機率不是固定 50% 對 50%
→ jackliao1990: ，機率權重完全取決於實驗設計與時
→ jackliao1990: 間。在原始的思想實驗中，為了方便
→ jackliao1990: 大眾理解，通常會假設原子在一個小
→ jackliao1990: 時內有 50% 的機率衰變，因此貓死
→ jackliao1990: 活的機率也是 50% 對 50%。但在真
→ jackliao1990: 實的量子物理中，這個權重（機率振
→ jackliao1990: 幅）是隨時間連續變化的動態過程。
→ jackliao1990: 放射性原子的衰變遵循量子力學的機
→ jackliao1990: 率定律。當你把貓關進箱子後第 1
→ jackliao1990:  分鐘，原子衰變機率極低，此時貓
→ jackliao1990: 的狀態權重可能是 99% 活 + 1% 死。
→ jackliao1990: 到了半衰期（例如 1 小時），此時權
→ jackliao1990: 重剛好達到 50% 活 + 50% 死。到了
→ jackliao1990: 第 24 小時：原子幾乎肯定已經衰變
→ jackliao1990: ，此時權重會變成 0.0001% 活 + 99.
→ jackliao1990: 9999% 死。在現代量子電腦中，科學
→ jackliao1990: 家天天都在製造微觀的「薛丁格貓態
→ jackliao1990: 」（Greenberger-Horne-Zeilinger
→ jackliao1990:  態，簡稱 GHZ 態）。透過控制雷射
→ jackliao1990: 脈衝的時間長短或微波的能量，科學
→ jackliao1990: 家可以任意調整死與活的權重。只要
→ jackliao1990: 滿足機率總和為 1，活與 死的機率可
→ jackliao1990: 以是 70%/30%、90%/10% 等任何比例
→ jackliao1990: 的權重。如果我們用前一題提到的「
→ jackliao1990: 糾纏熵」來分析薛丁格的貓，會得到
→ jackliao1990: 非常有趣的結論：完美的貓（無退相
→ jackliao1990: 干）：如果箱子完美與宇宙隔離，當
→ jackliao1990: 貓處於 50%/50% 的死活糾纏態時，這
→ jackliao1990: 隻貓的糾纏熵達到最大值（資訊最混
→ jackliao1990: 亂，因為在開箱前你完全無法預測）
→ jackliao1990: 。不對稱的權重：如果時間過去很久
→ jackliao1990: ，權重變成 99.9% 死對 0.1% 活，這
→ jackliao1990: 時系統的糾纏熵會降低，因為結果已
→ jackliao1990: 經高度偏向某一邊，不確定性減少了
→ jackliao1990: 。現實中的貓（洩漏與退相干）：在
→ jackliao1990: 真實世界中，貓很大（由無數原子組
→ jackliao1990: 成），它會不斷跟箱子裡的空氣分子
→ jackliao1990: 碰撞、產生熱輻射（即電子與光子的
→ jackliao1990: 洩漏）。這種極快發生的退相干會讓
→ jackliao1990: 環境與貓產生巨大的糾纏，導致系統
→ jackliao1990: 的糾纏熵瞬間暴增。這使得量子疊加
→ jackliao1990: 態在億分之一秒內就坍縮了，這也是
→ jackliao1990: 為什麼我們在日常生活中永遠只能看
→ jackliao1990: 到「要麼活、要麼死」的貓。
這麼說的話，貓是死是活？
是巨觀的結果，若從微觀來看，是根據退相干的影響。

這樣的話，有沒有一種可能，該氫原子實驗之 er=epr，之所以沒證明成功，
是否因為本地端為糾纏熵低權重的一端？所以實驗看不出來？
推 jackliao1990: 1.貓的生死在巨觀上是一個確定的結
→ jackliao1990: 果，但在微觀上，它是因為系統與環
→ jackliao1990: 境極快地發生退相干，使得疊加態坍
→ jackliao1990: 縮。2.沒錯。 氫原子實驗中，科學家
→ jackliao1990: 量測的是單一個質子與單一個電子的
→ jackliao1990: 自旋糾纏（這是一個二能級系統，Qub
→ jackliao1990: it）。這種單一對粒子的最大馮紐曼
→ jackliao1990: 熵只有 ln(2) 。換句話說，這個本地
→ jackliao1990: 端系統的「糾纏規模（權重）」在全
→ jackliao1990: 像幾何中，頂多只能產生一根無限細
→ jackliao1990: 、極不穩定的「線」，而不是一個具
→ jackliao1990: 有宏觀幾何結構、能讓電場穩定洩漏
→ jackliao1990: 的「蟲洞」。 在 ER=EPR 的全像對
→ jackliao1990: 偶（AdS/CFT）架構中，要形成一個在
→ jackliao1990: 幾何上有意義、甚至能讓能量/電場通
→ jackliao1990: 過的蟲洞，本地端不能只有兩個粒子
→ jackliao1990: 互相糾纏。 它需要像 Google 的 SYK
→ jackliao1990:  模型那樣，是幾百個、幾千個量子
→ jackliao1990: 位元進行高度「多體糾纏」。只有當
→ jackliao1990: 無數個微觀粒子的糾纏熵疊加起來，
→ jackliao1990: 權重足夠大時，平滑的時空幾何（蟲
→ jackliao1990: 洞的喉部）才會在宏觀上「湧現」出
→ jackliao1990: 來。在單一氫原子中，電場可能因為
→ jackliao1990: 「蟲洞太細、量子漲落太劇烈」而根
→ jackliao1990: 本無法有效洩漏，導致實驗在本地端
→ jackliao1990: 什麼也看不到。就如同您提到的薛丁
→ jackliao1990: 格貓有權重之分（例如 99% 活 + 1%
→ jackliao1990:  死），在複雜的宇宙結構中，如果
→ jackliao1990: 我們所在的「本地端宇宙（這端質子
→ jackliao1990: ）」與「另一端（可能是黑洞內部或
→ jackliao1990: 另一個宇宙）」的糾纏是不對稱的，
→ jackliao1990: 本地端的波包可能早已因為環境退相
→ jackliao1990: 干而坍縮成一個幾乎沒有糾纏的純態
→ jackliao1990: （糾纏熵權重趨近於零）。這時，本
→ jackliao1990: 地端的蟲洞早就關閉了（坍縮），自
→ jackliao1990: 然量不到任何電場洩漏。因為氫原子
→ jackliao1990: 太輕、糾纏規模太小，科學家在該論
→ jackliao1990: 文的結論中也提到，未來的實驗方向
→ jackliao1990: 將轉向銫、銣或鉀等較重的原子系統
→ jackliao1990: 。 這些重原子擁有更多的電子與更
→ jackliao1990: 複雜的核心結構（就像一隻比較大的
→ jackliao1990: 薛丁格貓），科學家希望透過製造更
→ jackliao1990: 大規模、更高權重的多體糾纏態，來
→ jackliao1990: 看看微型蟲洞的電場洩漏效應是否真
→ jackliao1990: 的會「顯現」出來。
感謝，學到不少，今天就先到此，先去休息，多謝。
※ 編輯: usingPTT (220.141.41.197 臺灣), 05/28/2026 23:42:08