“万事不决量子力学”，这句话你肯定听过。有时，网友们会用这句话调侃那些难以自圆其说的科幻电影，有时，笔者会用这句话当成无法理解量子世界的借口。

(资料图)

量子力学神奇又神秘，充满了现代科学难以解释的奇妙现象，今天就让我们来欣赏一场量子力学里的华丽表演—— 量子纠缠 。

充满科幻色彩的量子纠缠

想象在宇宙中存在两个基础粒子，你 无法单独描述其中一个粒子的性质 ，如果研究一个就必须研究另一个。

无论这两个粒子相隔多远，就算二者中间的距离需要用光年作单位，它们 所拥有的特性都已经综合成为了整体的性质 ， 只要其中一个被改变，那么另一个也将被改变 。观测者看到其中一个粒子是什么状态，那么另一个粒子的状态就也被观测到了。

这简直就是将我们的三观完全推翻了，就连阳光从太阳上传到地球，也需要花8分钟左右， 两个粒子竟然能在一瞬间就完成传递，并且还完成了改变的复刻 。

物理学家发现， 量子纠缠是一种只会发生在量子系统中的现象，在经典力学里，根本找不到类似的现象 。量子纠缠就像高于人类这个维度的科幻作品，物理学家 根本无法完全解释 它是如何发生的。

物理学家是如何发现量子纠缠的？

1935年，爱因斯坦和罗森博士、波多尔斯基研究员合作完成了一篇名为《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的？》的论文。

但是，这篇论文引起了另一位物理学家的注意，他就是著名的 薛定谔 。

薛定谔在读完这篇论文后深受启发，马上就把自己的想法写成一封信，寄给了爱因斯坦。在信中，薛定谔第一次使用了 “纠缠（Verschränkung）” 这个词来形容 两个暂时耦合的粒子，不再耦合之后彼此仍然维持着关联的现象 。

被启发的薛定谔忙不迭地展开了研究，随后便发表了一篇论文，详细定义了“量子纠缠”这个重要的概念。薛定谔阐述道， 量子纠缠是量子力学的性质，它的存在将完全切割量子力学与经典力学 。

虽然薛定谔定义了量子纠缠的重要性，但是它 似乎违反了相对论中对于信息传递所设定的速度上限——光速 ，爱因斯坦更是将量子纠缠称为 “鬼魅般的超距作用” 。

两个粒子之间是如何在一瞬间完成传递的呢？越来越多的物理学家开始着手研究这个问题，在大量的实验中， 大部分实验都存在漏洞 ，有时实验只能做出一个正确的结果，而无法验证另一个预测。

这就有些像早期科学家们对光的认识，单纯用 粒子和波 都无法完美解释光的特性，但是现在我们知道， 光同时具备这两者的特性 。

不过，大量的研究使得 应用这些超强关联来传递信息存在可能 ，从而促成了 量子密码学 的发展。

研究现状

2017年6月16日， 量子科学实验卫星墨子号 做了一个成功的实验，研究人员将两个量子纠缠的光子分隔 1200公里 的距离再进行观测，研究人员发现， 即使相隔万里，但二者仍然保持量子纠缠的状态 。

研究人员发现， 两个粒子间传递的不是信息，而是发送 量子密钥 。有人是这样描述的：假设密钥是128位，那么就会生成128对量子，其中一半发送给接收方，这就是 量子通信 。

这表明， 相对论对于信息传递的速度认知仍然是正确的 ，而粒子能出现这样的现象，是因为

如果能实现量子通信，那么人类的科技传播将得到质的飞跃，价值极大。好消息是，今年8月22日，加拿大渥太华大学与意大利罗马第一大学的科学家展示了一种新技术， 可实时可视化两个纠缠光子的波函数 。

这一成果有望加速量子技术的进步，改进量子态表征、量子通信并开发新的量子成像技术，未来，人类将逐渐掌握量子力学的秘密，并加以利用。

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