走近量子纠缠系列之六纠缠态及实验

？在谈到实验之前，还得顺便提一句，我们在此系列文章中，所谈到的量子纠缠以及推导贝尔不等式的过程，用的都是epr佯谬简化了的波姆版。也就是说，我们使用了两个不同的自旋(“上↑”和“下↓”)来表述量子态，这使得问题叙述起来简化很多，因为在这种只有两个离散变量的情况下，单个粒子的量子态，只对应于二维的希尔伯特空间。希尔伯特空间可以理解为将维数扩展到无穷大、变量扩展到复数的欧几里德空间。一个量子态被表示为希尔伯特空间中的一个矢量。单粒子的自旋空间是一个简单的二维希尔伯特空间。如果考虑两个粒子系统的自旋状态，便对应于四维的希尔伯特空间。在爱因斯坦等人的原始epr文章中，是用两个粒子的位置及动量来描述粒子之间的“纠缠”。位置和动量是连续变量，可以取无穷多个数值，如此表示的量子态则对应于无穷维希尔伯特空间中的矢量。因而，描述和推导都非常复杂，解释起来也困难多了。为简单起见，我们使用自旋或类似的可数离散变量来描述和解释量子态，包括纠缠态。这种方法称之为“离散变量”的方法。但在实际的物理理论和实验中，描述和制备纠缠态时，也可以使用“连续变量”的方法。连续变量和离散变量的纠缠态，在理论和实验研究上有所不同，而在量子信息的应用方面，也各有其优缺点。