無相互作用測量是一種量子現象，它使我們能夠確定物體是否存在或具有某些屬性，而無需與它發生任何相互作用。 這聽起來可能與常識相悖，因為我們通常認為，為了測量乙個物體，你必須與它進行某種形式的接觸，例如發射光子或電子，然後觀察它們的反射或散射。 然而，量子力學告訴我們，在某些情況下，我們可以利用量子疊加和干涉的原理來實現無相互作用的測量。
無相互作用測量的乙個典型例子是Elitzur-Vaidman實驗，它使用Mach-Zehnder干涉儀。 Mach-Zehnder 干涉儀由兩個半反射鏡（B1 和 B2）和兩個探測器（D1 和 D2）組成。 單個光子從左邊進來，經過b1後，有一半的概率沿著上面的路徑傳播，一半的概率沿著下面的路徑傳播。
如果沒有其他干擾，則兩條路徑在 BS2 處重新合併以形成干涉，使得 D1 檢測到所有光子，而 D2 檢測到任何光子。 這是因為，根據量子力學，光子的狀態是乙個波函式，可以表示為兩個分量的疊加，分別對應於上面和下面的路徑。 在b2處，兩個分量相差2，導致相消干涉，使光子只能沿d1方向傳播。
現在，假設我們在上面的路徑上放了乙個炸彈，它有乙個非常靈敏的觸發器，每當有光子與它相互作用時，它就會立即**。 那麼，我們是否可以使用這個裝置在不觸發**的情況下確定炸彈是否存在？答案是肯定的。 如果炸彈不存在，則干涉儀的行為不會改變，所有光子都將被 d1 檢測到，而 d2 不會檢測到任何光子。 如果炸彈存在，那麼光子有一半的概率會沿著上面的路徑傳播，與炸彈相互作用，觸發**。
然而，在另一半概率下，光子將沿著下面的路徑傳播，避開炸彈到達B2。 由於上面的路徑被炸彈阻擋，光子的狀態不再是兩個分量的疊加，而只是下分量的疊加。 這樣，光子在B2處不會發生干擾，但被D1探測到的概率只有一半，被D2探測到的概率只有一半。 因此，如果我們發現 D2 檢測到光子，那麼我們可以確定炸彈存在並且沒有被觸發**。 這就是無互動測量的工作原理。
無相互作用測量的概念引起了許多物理學家和哲學家的興趣，因為它涉及量子測量、量子糾纏和量子傳輸等深刻問題。 無相互作用測量也有實際應用，例如用於檢測生物細胞、原子核或暗物質等極其脆弱的物體，或用於實現量子計算、量子密碼學或量子門。
無相互作用的測量可能看起來很神奇，但它們並非沒有成本。 首先，無相互作用測量的成功概率很低，因為只有當光子沿著底層路徑傳播並被D2檢測到時，才能實現無相互作用測量。 這個概率只有25%，在其他75%的情況下，要麼光子與炸彈相互作用，要麼光子被D1探測到，D1沒有提供有效的資訊。
其次，無相互作用測量的前提是我們已經知道炸彈的存在和位置，否則我們無法設計出合適的干涉儀。 如果我們對炸彈一無所知，那麼我們將不得不測試所有可能的位置，這將大大增加與炸彈相互作用的可能性。
最後，無相互作用測量的結果並不是絕對可靠的，因為它依賴於量子力學的概率性質。 即使我們檢測到光子，我們也不能100%確定炸彈在那裡，因為可能由於其他原因而存在錯誤或雜訊。 因此，無相互作用測量不是一種完美的測量方法，而是一種值得進一步探索和理解的有趣量子現象。
無相互作用測量是一種典型的量子現象，經典物理學似乎無法解釋。 然而，最近，Frumkin和Bush提出了一種方法，該方法使用流體力學來模擬無相互作用測量的過程。 他們的方法是乙個基於水滴驅動波的系統，這是乙個可以產生類似於量子值行為的經典系統。
在這個系統中，水滴在振動的水面上移動，由於水面的波動，水滴受到週期性的垂直力，使其在空氣中反彈。 同時，水滴在水面上產生波浪包，影響水滴的水平運動，使水滴沿波包的中心線運動。 這樣，水滴就像乙個粒子，而波包就像乙個波，它們一起形成了乙個類似於德布羅意波的系統。
使用這個系統，Frumkin和Bush構建了乙個類似於Mach-Zehnder干涉儀的裝置。 他們在水面上放置了兩個障礙物，分別對應B1和B2，部分反射了水滴和波浪包。 他們還在水面上放置了一根針，完全反射出水滴和波浪包，相當於炸彈。 他們使用高速攝像機記錄了水滴的運動和水面的波動。
他們發現，當針不存在時，水滴總是沿著左邊的路徑移動，不會被右邊的障礙物反射，這與d1檢測到光子的情況相對應。 當有針時，水滴有一定的概率會沿著路徑向右移動而不會被針反射，這與d2檢測到光子的情況相對應。 通過這種方式，他們能夠模擬經典系統的無相互作用測量過程。
弗魯姆金和布希的實驗表明，無相互作用測量不是一種純粹的量子現象，而是一種可以用經典物理學來解釋的現象。 他們的解釋基於波浪的非線性動力學，以及水滴和波浪包之間的複雜相互作用。 他們認為，水滴的運動是由波包的形狀和位置決定的，而波包又是由水滴的運動和水面的邊界條件決定的。
當沒有針時，水滴和波包在兩個障礙物之間形成穩定的週期性運動，使水滴始終沿著左側路徑移動。 當針存在時，水滴和波包的週期性運動被破壞，使水滴有一定的概率沿著正確的路徑移動。 這個概率與針的位置和大小有關，與水滴是否與針相互作用有關。因此，水滴的運動不是由於非相互作用測量的影響，而是由於波的非線性動力學的影響。
儘管 Frumkin 和 Bush 的實驗提供了一種使用經典系統模擬無相互作用測量的方法，但它們並沒有否定無相互作用測量的量子性質。
他們的實驗只是在特定引數範圍內用特定系統模擬特定的量子現象。 他們的實驗並沒有完全複製所有的量子力學，如量子糾纏、量子隱形傳態或量子門。 他們的實驗也不排除其他可能的量子解釋，例如多世界解釋、事實上的元素解釋或量子勢解釋。 因此，無相互作用測量仍然是乙個有趣的量子現象，可以從不同的角度和層面進行理解和探索。