顶点小说网

第 9 节 量子纠缠程序员眼里没有空间（第1页）

（）

2022年的诺贝尔奖让「量子纠缠」这个高冷的物理名词再次破圈而出。

量子纠缠这个词可以说是近年来，在量子物理领域里除了量子计算机以外被普通大众媒体提及最多的网红破圈词汇了。当然还有很多和量子纠缠相关的名词也经常被媒体提及，比如量子加密通讯、密集编码、量子隐态传输等等。

这些名词经常被提及，其中一个重要的原因就是：这是在各种玄妙的量子技术领域中最前沿、最接近实用化的技术之一，而且我们国家在这项技术上又还处于非常领先的地位，所以媒体们也很爱提到我们在这方面取得的科技成就和荣誉，顺便也给大家普及了这些高冷无比的科学名词。

我国的量子通信科技新闻（图源：新华视点）

那么所谓量子纠缠究竟是什么呢？

是不是像某些媒体描述的那样，可以帮助人们实现绝对安全的远程通讯，构筑无法干扰、无法窃听的保密通信网，或者是实现无视距离的超光速信息传递呢？

此外，这个现象是不是也可以和之前的量子现象一样，我们也同样可以用虚拟世界的视角来帮助认识和理解呢？

大家不要着急，我们还是先了解一些基础知识了，再开始我们的旅程吧。

我们先看看量子纠缠到底是什么意思。

所谓量子纠缠，其实就是指微观世界里面发生的一种特殊的多粒子的耦合现象。通俗来说，就是几个粒子联成了一个整体系统了。不过它们联成的不是一个整体，而是一个整体系统，也就是说每个粒子还是单独存在的，而且可以分开，但是从关系上呢，它们之间又存在某种不可分割的整体关联。

一旦粒子之间有了这种纠缠关系之后，这些彼此纠缠的粒子不管身在何方，它们之间都能瞬间互相影响，而且这种影响不随距离的改变而消失，而且彼此之间的影响似乎也没有任何速度上的限制。

量子纠缠

比如说，一对相互形成纠缠的粒子（我们把它们比作一对兄弟吧），我们把这对兄弟粒子彼此分开，然后让它们向相反方向飞去，并让它们尽可能地飞得相距更远一些，比如让它们相距百万甚至千万公里以上。

然后，这时候我们观测其中一个哥哥粒子的某些属性，比如观测它的自旋方向。

一旦当我们观测到这个哥哥粒子的自旋方向后，另一个弟弟粒子就能同时就能感应到它的兄弟被观测了，于是它马上也就显示出一个跟它哥哥完全相反的自旋方向来，以保持他们彼此绝对互补。

你瞅瞅这个过程，是不是会感觉其实并没有那么复杂难懂。

也许这对粒子在分开时候自旋方向本来就是相反的，它们只不过保持了角动量守恒嘛。

所以不管跑多远，你看了其中一只，自然就知道另一只的方向了啊。

就像两只鞋子，本来就是一对，不管你把它们分开多远，你只要看到一只是左脚的，自然马上知道另一只就是右脚的嘛，这难道有什么奇怪的地方吗？

问题自然没有那么简单，科学家们自然也不会连这种基本关系也会好奇。

科学家们深入研究了这个问题后发现，纠缠粒子之间的关系并没有角动量守恒这么单纯，它们之间具有着更深入的互补特性，这就值得好奇一下了。

其实最先发现这个问题的正是大名鼎鼎的爱因斯坦，而爱因斯坦正是在和玻尔的哥本哈根学派论战的过程中把这个问题先提出来的。

提到爱因斯坦和玻尔的世纪大论战，话又要说回我们之前提到的物理史上那个最激动人心的年代：新量子力学诞生的年代。

当时，爱因斯坦作为旧量子理论的拥护者和以玻尔为代表的新量子理论开创派——哥本哈根学派之间发生了激烈的争执。爱因斯坦曾经尝试用一个光箱思想实验挑战玻尔的量子理论，可惜并未成功，反而还被玻尔利用爱因斯坦自己的相对论进行了成功的反驳，击退了爱因斯坦的第一次挑战。

但是，爱因斯坦肯定不是会轻易认输的角色，几年后，爱因斯坦卷土重来，再次向哥本哈根发起了新的挑战。

这次爱因斯坦利用的武器就是与量子纠缠相关的一个新的思想实验：EPR佯谬问题。

什么是EPR佯谬问题呢？

EPR佯谬其实就是针对量子纠缠现象中两个粒子的相关性提出的。

在当时，量子的不确定性和观测导致坍缩的特性已经都被大家所认识了，两个粒子发生纠缠的时候也会有这样的现象存在，只不过呢，两个纠缠的粒子被观测的时候会同时坍缩，坍缩后两个粒子就会保持完全相反的互补状态，这个现象其实是已经都被大家所了解的。

但爱因斯坦提出，假如两个粒子发生纠缠之后，我们设法将这两个粒子分开得足够远，远到之间距离光传播也要很久的时间的话，比如一百光年那么远。此时我们观测其中某个粒子，按照量子理论，那么另一个粒子的状态就会瞬间确定了，而两个粒子在属性上又需要保持完全互补的关系。

那么这种关系的确定过程，如果是瞬时的，岂不是就超越了光速吗？

那么要解释这种现象，只有两种可能：

第一种可能是有某种机制让信息超越光速进行了传播，瞬间协调了它们之间的属性；

第二种可能则是这两个粒子事先约定好了某种互补状态，然后一直保持着状态互补关系。

这两种可能解释其实就意味着对整个世界的两种解释方式：

前者如果我们相信是由某种超光速机制在协调两个遥远的粒子，那么这个世界似乎在微观层面就有一些和宏观层面不一致的神秘机制在起作用。

而如果是后者，那么就只是一个简单问题了，只是我们的认识不足，还有一些物理学的隐藏参数没有发现而已，粒子之间的瞬间协同性其实只是一种假象，是我们现阶段知识不足造成的而已。

请勿开启浏览器阅读模式，否则将导致章节内容缺失及无法阅读下一章。

相邻推荐:张文宏说传染：你必须知道的传染病常识  我在黑主学院开直播  提灯前行：成为自己的光  我穿成了精灵国的幼崽[西幻]  罪念：犯罪侧写师与连环杀手的至高对决  春风过境，爱意滋生  王妃有旨：王爷，请恪守男德  终于等到你：只品尝爱情里的甜  代号 X ：脑内狂想计划  人间清醒：反击吧少女  柯学求生后剧本错了怎么办  文明的疤痕：饥荒、屠杀和种族灭绝  龙傲天他亲姐穿来了  酒厂卧底的我成了boss  败给他的甜蜜陷阱  废墟里的向日葵  独家热恋：你是我年少的心动和欢喜  你好，新十年！知乎优秀答主答汽车行业领袖提问  人间一趟，尽情做自己  奶油话梅糖：让我酸中带甜的你