量子纠缠是被怎么证实的（什么是量子纠缠）

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它被爱因斯坦称为“远处的幽灵行为”，它被人们成为量子力学中最奇怪的现象之一。它就是“量子纠缠。”

相信你曾经试图要解开宇宙的奥秘，这项任务相当艰巨，有许多科学家和研究人员花了一生的时间试图找到最矛盾的问题的答案。

量子纠缠是量子物理学的核心原理之一。简言之，量子纠缠是指多个粒子以某种方式连接在一起，使得对一个粒子的量子态的测量决定了其他粒子可能的量子态。这种连接并不取决于粒子在空间中的位置。即使你把纠缠的粒子分开数十亿英里，改变一个粒子也会导致另一个粒子的改变。尽管量子纠缠看起来是瞬间传递信息，但它实际上并没有违反“经典光速”，因为在空间中没有“运动”。

在量子物理学中，粒子的纠缠描述了它们的基本性质之间的关系，而这不可能是偶然发生的。这可能指的是它们的动量、位置或极化等状态。

了解一个粒子的这些特性之一，往往可以告诉你另一个粒子的相同特性。

想想一副手套。如果你在抽屉里发现一只右手的手套，你可以肯定丢失的手套是你的左手手套。这两只手套可以说是纠缠在一起的，因为了解其中一只手套的一些情况会告诉你另一只手套的一些重要信息，而这并不是随机的特征。

一位生物学家在2008年的一次谷歌科技演讲中，称人类之间的“纠缠“不可否认是可能的。他甚至把这种联系等同于动物。也许这就是为什么狗能准确地感觉到他们的人类何时回家，尽管距离遥远或时间表不稳定。

关于思想的力量也有重要的研究。一部分研究人员坚持认为，如果一个人和另一个人有着很强的联系（即纠缠），那么他的想法会影响或影响另一个人。

在我们生活中，这个概念并不奇怪。但是这个概念给量子力学带来了一个问题。

例如，当电子A与电子B相互作用时，一个将呈现上自旋状态，而另一个呈现下自旋状态。一个自旋的任何变化都会瞬间影响另一个的自旋，而与距离无关。事实上，研究人员已经证明了这一点，在距离超过1200公里的纠缠粒子之间。

我们知道根据爱因斯坦的狭义相对论，没有什么比光速更快的了。但是有没有可能比光速还快？

这是可能的，而且这项技术还处于起步阶段。就是由于量子纠缠的现象。

这些纠缠的粒子也不局限于成对的；早在2014年，研究人员人为地缠结了大约500000个粒子，这表明粒子云是一个“群体大脑”，当任何单个成分被测量或改变时，它会立即发生反应。

更进一步，进入宏观宇宙尺度，让我们来谈谈大爆炸，它本质上是整个宇宙从单个粒子爆炸并开始膨胀（从那以后就再也没有停止过！）。鉴于我们刚刚了解到的纠缠粒子的奇怪性质，可能有纠缠粒子散布在整个宇宙中。每一个粒子都可能与另一个粒子纠缠在一起，或者与一个大的粒子群纠缠在一起！

时至今日，我们还不完全了解量子纠缠，也不完全了解量子世界隐藏的奥秘，但随着量子计算和统一的纠缠粒子互联网（这两者都可能改变我们所知的世界）等可能的应用，相信人们会继续研究下去。

我们来简单了解下一个与量子纠缠有关的应用

量子通信是如何工作的？

利用纠缠原理，研究人员利用纠缠光子在两个节点之间传递信息，其中发送方持有一半的纠缠光子，接收方持有另一半的纠缠光子。通过操纵光子使通信成为可能，从而导致相应光子的瞬时变化。

更具体地说，量子网络的每个节点都由量子处理器组成，量子处理器依赖于量子比特，而不是经典比特。量子位可以以多种状态存在，我们称为叠加，允许它们同时进行多种计算，而传统的量子位仅限于0或1，限制它们一次只能进行一种计算。当一个量子处理器改变其光子的状态时，另一个量子处理器中相应的纠缠光子会发生改变，从而传输必要的量子位。

这样做的一个好处是，它创建了一个不可阻挡的通信系统，任何试图窃听或截获信息的行为都会解开粒子的纠缠。这将改变消息，并立即表明有黑客行为将要发生。

虽然目前的应用还很有限，但它已经成功地应用于量子密钥分发中。它也比传统的通信方法快得多，因为纠缠光子可以瞬间传输信息。

然而，纠缠可能是去耦和不可克隆定理的牺牲品。去耦是指由于与周围环境的相互作用，纠缠粒子变得不纠缠的趋势，而不可克隆定理指出量子态是不可复制的。

这使得远距离通信变得困难，为了克服这一点，研究人员使用了量子中继器。其中一个或多个放置在发送方和接收方之间，其目的是存储与发送方光子纠缠的光子以及与接收方光子纠缠的光子。通过使用贝尔态测量进行纠缠交换，发送者和接收者的光子可以在更长的距离上纠缠。

目前，即使在最基本的量子网络中，也需要几个量子中继器，因为它们有许多问题，我们的研究人员正在开发一些巧妙的方法来克服这些问题。

量子力学违背了常识，把科学带到了极致。如果众多实验被证明是成功的，那么人类将到达一个新的理解领域，为信息技术增加一个维度，量子技术可能会在全世界蓬勃发展。

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作者：痞子，90后工科男，有过三次创业经历，目前从事高新科技。科普、分享个人精进干货，一起学一点~