量子纠缠,爱因斯坦形象地将其称之为“幽灵般的超距作用”,这事情发生在爱因斯坦提出狭义相对论之后,狭义相对论要求,一切物质包括信息,其传递速度最快只能是光速,超光速是不可能的。但是,量子纠缠这鬼魅般的超距作用让爱因斯坦很反感,于是联合罗森、波多尔斯基发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》的论文,在论文中,他们详细地介绍了一个思想实验,即EPR佯谬,试图反驳当时的量子力学,他们认为量子力学是不完备的。
正是这一论文的发表,第一次直观地将量子纠缠展现在大家的面前。那什么是量子纠缠呢?能否通俗地说明一下呢?
打个比方,你有一副手套,注意,这里可不是经典的手套,而是量子手套,为什么说它是量子手套呢,因为它每一只手套到底是左手还是右手是不确定的,都有50%的几率。此时将这两只手套分开,一只放在上海,一只放在南京,南京的朋友测量了放在他们这里的量子手套,发现是左手的,那么上海的朋友就不需要测量了,因为当南京的朋友测量知道了结果以后,位于上海的那只量子手套不再是50%几率是左是右的叠加态了,而是立刻变化为南京那只手套的对立面,变成了右手手套。记住了哦,这是瞬间变化的,不需要时间。
如果不这么形象地表述的话,就是这样了:现在我们制备一对处在纠缠态的电子A与B,它们的总自旋为0,在制备完成之后,将它们分别放在上海与南京,当南京的观测者测量电子A时,发现A的自旋向上,那么位于上海的电子B自旋一定是向下的,而且是在南京的观测者测量之后,电子B立即变化成自旋向下的,而在此之前呢,电子B处于向上或向下的叠加态。
量子纠缠确实非常神秘,神秘之处在于这种纠缠确实是超距的,爱因斯坦失望了,结果并没能如他所愿。如果你要问量子纠缠背后的物理机制是怎样的,抱歉,这个问题目前没有人能够解答,如果有人可以科学解释的话,毫无疑问,下一位世界级物理大师就是你了。