量子纠缠：爱因斯坦所说的「幽灵般的超距作用」

爱因斯坦最大的错误？

1935年，爱因斯坦与玻多尔斯基和罗森共同发表了一篇著名论文——不是为了推进量子力学，而是为了反驳它。他们指出量子力学的一个奇异预测：

如果两个粒子处于”纠缠”状态，对其中一个的测量会瞬间影响另一个，无论相距多远。爱因斯坦称之为**“幽灵般的超距作用”**，认为这违反了他的相对论——任何信号都不能超过光速。

理解纠缠，先要了解量子叠加。

电子自旋可以是”上”或”下”，但测量前同时处于两种状态——就像抛硬币在空中旋转，结果尚未确定。现在将两个电子制备成纠缠状态：一个自旋向上，另一个必然向下。将它们分开到地球和月球之间的距离。

在地球上测量一个电子：结果是”上”。那一刻，月球上的电子立即变为”下”——没有任何信号传播的时间。

关键洞见：没有信息被传递。两个粒子的状态从产生那刻起就”相关联”，测量只是”确认”这种关联。这就是为什么不能用量子纠缠实现超光速通信。

1964年，物理学家约翰·贝尔设计了一个精妙的验证方法。如果爱因斯坦正确——每个粒子携带预先确定的隐藏信息——测量结果必须满足某个数学不等式，即贝尔不等式。

1982年，物理学家阿兰·阿斯佩通过实验验证：量子力学的预测成立，贝尔不等式被违反。爱因斯坦错了。

2022年，阿斯佩与另外两位物理学家因此项研究获得诺贝尔物理学奖。

量子纠缠可用于量子密钥分发（QKD）：任何窃听者一旦测量纠缠粒子就会干扰其量子态，通信双方可以检测到这种干扰。理论上可以实现无法破解的加密通信。

中国于2016年通过”墨子号”卫星，在7600公里距离上实现了量子纠缠的演示。

量子纠缠告诉我们一个深刻的事实：宇宙是非局域的——遥远的事件可以以某种方式”瞬间关联”。

爱因斯坦终其一生拒绝接受这一点。21世纪的实验物理学一次又一次地证实它。现实比我们想象的更加奇异。