量子纠缠是什么？爱因斯坦直到去世，都不接受它的存在

【量子纠缠是什么？爱因斯坦直到去世，都不接受它的存在】说到量子纠缠，首先要理解什么是量子。单从字面上理解，量子似乎和分子、电子、原子一样都是微观粒子，然而实际并非如此。量子是一个物理概念，是能量的最小基本单位。打个比方，如果说现金是物理量，那么一分钱就是不可分割的基本单位，也就是量子。1900年，普朗克首次提出了量子的概念，从此叩开了量子世界的大门，将人类的视角带入了更微观的世界，所有具有量子现象的微观粒子都可以被称为量子。

而量子纠缠通俗来说，就是指微观世界里的几个粒子联成了整体系统，相互之间有了不可分割的关联。一旦有了这种纠缠关系后，这些粒子无论身在何处，它们之间都能够瞬间相互影响，而且这种影响不会随着距离的改变而消失，也没有速度上的限制。

比如说，一对相互纠缠的AB粒子，当我们将这对粒子彼此分开，分别放到两个相聚百万甚至千万公里的地方，然后再观测A粒子的自旋方向，当A粒子是顺时针方向自旋时，感应到的B粒子便会立刻改变方向，按照逆时针方向自旋，以保持两者之间的绝对互补。也许它们本来就是相反的，只不过是保持了角动量守恒，就像是左右脚两只鞋子，不管跑多远，只要看到一只是左脚的，立马便知道另一只是右脚的了。然而当科学家们深入研究这个问题后，却发现情况并非如此，它们有着更深层次的联系，甚至让爱因斯坦都觉得不可思议。

为什么爱因斯坦说上帝不会掷骰子？这跟量子纠缠有什么关系？这要从爱因斯坦和玻尔的世纪大论战说起，将时间线拉回新量子力学诞生的年代，爱因斯坦作为旧量子理论的拥护者，与以玻尔为代表的新量子理论开创派——哥本哈根学派之间发生了激烈的争论。

为了方便理解，首先举个例子，甲和乙一起分了100块钱后，一个往东跑了1光年，另一个往西跑了1光年。这时候分别问甲和乙拿了多少钱。如果甲拿的是70块，那么乙分到的就是30块。

爱因斯坦认为，甲和乙在各奔东西前便分好了钱，而哥本哈根学派认为，甲和乙是在提问的时候才随机分钱。将甲和乙转变成粒子，便是爱因斯坦和哥本哈根学派的分歧所在。

哥本哈根学派认为，微观粒子的状态是不确定的。但爱因斯坦却认为，上帝不会掷骰子，微观粒子的状态是确定的，无论什么时候观察都不会变。在挑战玻尔的过程中，爱因斯坦提出了一个思想实验：EPR 佯谬问题，描述的就是量子纠缠现象。

简单来说，想象一对相互纠缠的粒子，即使将两者分隔数万光年的距离，对其中一个粒子进行测量时，另一个粒子也会相应地发生变化。也就是说，一个粒子可以以超光速影响另一个粒子。但相对论早已定下了规矩，任何通信都不会超越光速。

问题已经提出，但当时谁也没有解决的方法。直到爱尔兰物理学家约翰·贝尔提出了贝尔不等式，打开了EPR佯谬实验可行性的大门。或许爱因斯坦也没有想到，在100多年后的今天，实验真的证实了自己是错的。

经典物理学和量子力学关于粒子不确定性的争论，其实对应着对世界的两种看法。一种是一切早已注定，另一种是一切都是未知数。不相信安排好的人生，是人类自由意志的体现。现在，贝尔不等式被证实不成立，便意味着上帝真的会掷骰子。构成世界万物的微观粒子不确定，我们的真实世界，就是一个不确定的世界。

不过，这是不是代表着量子纠缠可以超越光速呢？我们可以通过这个发现来实现超光速通信呢？当然不是。量子纠缠无法传递信息，所谓的量子通信，其实是利用纠缠量子来搭载传递信息，以此保证信息的安全性。粒子被观测后，它的量子态必然发生改变，这是量子世界最基本的物理规律。

如果窃听者截获了通信双方传输的量子态，他将不可避免地改变量子态本身，从而被轻松识破。也就是说，除非改变宇宙的物理规律，否则，破解量子通信的成功率永远等于0。2016年，中国发射了第一颗量子通信卫星，这也是人类发射的第一颗量子通信卫星。

当然，在量子卫星发射升空后，也有部分反对的声音，认为用量子这种黑科技来做加密通信并不合适，因为现有的加密技术已经足够优秀。然而我们不得不担心的是，随着量子计算机的崛起，或许到未来的某一天，传统加密技术势必会被攻破，那么量子通信就是我们最后的一道防线。