爱因斯坦把量子纠缠这种现象称为“鬼魅般的超距作用”,可见他也觉得很难理解。即便如此,我们也别为此纠结,毕竟这事儿原本就很诡异。其实,量子纠缠说白了就是几个粒子互动之后,单个粒子的状态会变得模糊,只能看整体情况。处于这种状态的粒子,哪怕隔得再远,也能立刻感觉到对方的变化,看起来就像超远距离传送一样。很多人不明白这是为什么,主要有几个原因:一是名字起得太玄乎,让人以为它们有心灵感应;二是这种现象离日常生活太远;三是有些科普文章说得太夸张,把本来普通的物理现象给歪曲了。 要想搞懂量子纠缠到底是什么,得先明白几个关键点。首先,量子并不是某一种特定的粒子,凡是有微观粒子都可以叫量子。其次,所有微观粒子都有波粒二象性,既像粒子又像波。就拿电子来说,它既是一个点(粒子),也是一种波动。第三,全同粒子是指性质完全相同的一类粒子,比如所有的电子都是全同粒子。最后就是叠加态了,其实就是波粒二象性的具体表现形式。 为什么会有叠加态呢?因为微观粒子不像我们想象的是个数学上的点,而是要用波函数来描述它的状态。波函数可以叠加起来,就像水波声波一样互相影响。当两个全同粒子的波函数叠加在一起时,它们就处于同一个整体里了。理论上讲,这种叠加可以覆盖到很远的地方甚至数光年之外,所以两个粒子即使离得很远也能处于纠缠状态。 不过这里说的都是通俗的理解方式,专业的解释肯定会更复杂一些。科普嘛,主要是为了让大家明白个大概意思就行。需要注意的是,量子纠缠本身并没有传递任何信息或者超光速传递信息这回事儿,这并不违反爱因斯坦的狭义相对论。我们平时听到的“量子通信”其实利用的是量子纠缠来进行密钥分发和加密信息。 具体怎么做呢?简单说就是给重要的信息加一层加密锁。普通的加密方式可能会被破解偷听而不被发现,但有了量子纠缠就不一样了。一旦有人试图偷看信息或者破解密码(也就是观测量子),这些粒子的状态就会立刻发生改变(坍缩),工作人员就能马上知道有人在搞鬼并采取措施应对了。