量子纠缠是否意味着超光速（被误解的量子通信）

量子力学这个名字如今已经是妇孺皆知了但是很多人可能并不知道量子力学是什么？，今天小编就来说说关于量子纠缠是否意味着超光速?下面更多详细答案一起来看看吧!

量子纠缠是否意味着超光速

量子力学这个名字如今已经是妇孺皆知了。但是很多人可能并不知道量子力学是什么？

我们经常会听到量子纠缠，电子的双缝干涉实验引起的测量坍缩，甚至将这种坍缩引申到意识层面，试图用量子力学诠释唯心主义。

事实上，这是对量子力学的误读造成的。

我们都知道，我们的宇宙分为宏观世界和微观世界。

宏观世界十分容易理解，就是我们日常所处的地球表面，太阳系，银河系以及大尺度宇宙结构。

而微观世界就是人类肉眼甚至是普通显微镜都无法看到的世界。

在量子力学中，微观世界指的是比原子更小的物质尺度的世界。

当科学家第一次用探测器观察到微观世界时，对这里的规律还全然不知，所以肯定会用早已成熟的牛顿力学套用到微观世界里。

比如会认为电子绕原子核运动一定遵守牛顿三大定律，所以电子一定是圆周运动。

当我们对电子的运动观察地更为深入时，却发现这里的一切都表现地十分陌生，甚至完全不遵守牛顿力学的法则。

于是我们只能重新发明一套量化工具描述电子的运动。

这种新发明的物理工具就是量子力学。

量子力学最神奇的一个现象就是量子纠缠。

在微观世界，一旦多个粒子的量子状态相互缠绕，即便将它们分离多么遥远，它们依旧可以相互影响。

在理论上，这种影响的速度不仅远超光速，甚至都没有速度的概念。

虽然在理论上，我们知道量子纠缠是没有速度概念的，无论多么遥远都是同时作用的。测量其中一个粒子，哪怕另一个粒子在100亿光年外的其他星系上，它们都会同时感应到。

理论归理论，实验还是要做的，起码要用实验证明量子纠缠的速度到底有多快。

潘建伟教授曾经在青海就搭建了一个测量粒子纠缠速度的实验。

由于实验的规模限制，最后只能测量出量子纠缠的速度是光速的1万倍。

但这并不是说明量子纠缠只有光速的1万倍，而是因为实验条件的限制，只能做到这个量级。如果以后实验条件允许，我们可以做量子纠缠超光速1亿倍，1兆倍的实验。

可能这时候就有人疑惑了。相对论不是认为光速是宇宙中最快的速度，为什么量子纠缠可以轻易超过光速，这岂不是违背相对论了？

其实，量子纠缠的超光速和相对论的光速并不是同一概念。

相对论的光速是指不能把一个物体加速到光速，要注意限定词是物体。也就是说物质的运动速度不能超过光速。

而量子纠缠之间相互影响的速度并不是物质运动的速度，这是一种微观世界特有的现象，这种速度不受相对论的光速极限原理的限制。

目前，人类用到最快的通信方式就是电磁波，电磁波也是光，并且以光速运动。

所以人类最快的通信方式就是光速。

既然量子纠缠可以超过光速，为什么不能用来制造超光速通信呢！这样就可以消除与火星探测器，旅行者一号等星际探测器的通信时差了。

首先我们要明白电磁波的通信原理，就会明白为什么量子纠缠不能用来通信。

我们知道电磁波有无数个频率段。

我们可以截取其中一小段频率段，将其继续细分，就又可以得到无数个频率段。

在无数个频段中，我们可以将其对应到二进制代码中。

每个频段代表一个二进制字符。无数个频段就可以代表无数个代码。然后接收器接收到的波段可以将其中的频率一一解读，这样就可以解读信息了。

事实上，电磁波的信息载体是光子，光子是物质。

而量子纠缠之间不存在类似光子这样的粒子作为传播信息的载体。所以量子纠缠无法传递信息。

那量子通信又是什么？

量子通信并不是直接通过量子纠缠传递信息，而是因为量子纠缠具有测量坍缩的特点，通过这一特点对信息进行理论上绝对安全的加密。

我们知道，量子纠缠处于叠加状态，一旦有人观察这种叠加状态，就会导致量子纠缠态坍缩。

如果我们在电磁波信息里夹杂一些量子纠缠态的粒子，那么一旦窃密者要窃听信息，首先就会触发量子纠缠态坍塌，那么这种坍塌在发送者那里就能同时出现，这时候发送者就会得知信息正在被窃听，于是就放弃发送信息，从而做到电磁波信息的绝对安全。

同时窃听者的位置会被暴露，剩下的事交给执法部门就行了。

另外有人还疑惑，既然量子纠缠可以同时作用。测量一个粒子的状态可以引发另一个粒子的变化。那能否通过这种变化刻录有效的信息呢？

比如测量纠缠粒子时，如果A纠缠粒子自旋为上，那么另一个B纠缠粒子自旋就为下。

那么上下两种自旋状态就可以表示二进制的0和1。通过控制纠缠粒子的自旋方向传递0和1的代码。

事实上，这样的想法固然是对的。关键是测量引起的自旋方向坍塌是随机的。我们无法控制纠缠粒子的自旋方向。在测量时，没有人知道这种随机的自旋结果到底是上还是下。所以就无法真正刻录有效的信息，于是量子纠缠是无法传递信息的。