转自：中国科协

信赖诸帝王人戴过成双成对的手套吧？

清凉的冬天，外出前左摇右晃翻出一只手套——唯有左手，右手不见了。你心里险些坐窝就有了判断：掉在抽屉边、衣柜的边缘里，不知谈跑到那处去了的那只，大要率即是右手。

于是你翻箱倒箧找了半天，临了尽然在衣柜的边缘里发现了它。提起来一看，没错，是右手。

“量子纠缠”就像一双“纠缠手套”。图源：作家AI生成

这一刻，你和那只“失散手套”之间，好像完成了一次高出空间的默契。不需要打电话证据，不需要发微信问“你那边那只是什么情况”，只消看平直里这一只，你就知谈另一只大要率是什么。

这像极了阿谁练习又生分的词——量子纠缠。所谓量子纠缠，是指两个或多个量子系统的合座景色无法拆分红各个单独系统景色的浮浅组合，只可作为一个合座来形色，因此它们的测量终局会呈现出超越经典关联的强关联。

天然，确凿的量子纠缠并不是平凡手套这样浮浅。手套的左手和右手，早就也曾深信好了；但量子天下里的粒子，却要奇怪得多。它们之间的关联，不单是是“我不知谈谜底”，而是大天然本人可能并莫得提前把谜底写好。

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科学家会告诉你，量子纠缠是微不雅天下里两个粒子之间的奥密关联：非论相隔多远，对其中一个粒子进行测量，另一个粒子的测量终局王人会进展出猛烈关联。爱因斯坦不心爱这东西，曾把它称为“鬼怪般的超距作用”。

但别被“粒子”“景色”这些词吓住。你手里那只手套，天然不是量子纠缠本人，却是深远量子纠缠最佳的初学谈具。

量子纠缠是什么？

平凡手套vs“纠缠手套”

先看平凡手套。

一副手套，左手即是左手，右手即是右手。假如把它们分装进两个盒子，寄给北京的张三和纽约的李四，大开盒子之前，谁也不知谈哪个盒子里是左手。但不错深信的是，“哪个盒子是左手、哪个盒子是右手”这件事早就定好了。大开看到左手的阿谁盒子，内部本来就装着左手的手套。

这叫“经典关联”。平平无奇。

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当今，量子“魔法”来了。

量子纠缠里的“纠缠手套”，在大开之前，每只王人不是深信的左手或右手。它处在一种“既左又右”的迷糊景色，物理学家叫它“重叠态”。两只手套作为一个合座分享并吞个运谈：若是张三和李四用并吞种面容大开盒子，它们的终局必定严格配对，但谁是哪只，没东谈主知谈。在尺度量子力学的形色中，这个谜底并不是提前写好、藏在盒子里的。用更物理的讲话说，所谓纠缠态，即是多个粒子的合座景色不可拆成“粒子A的景色×粒子B的景色”这样几个单粒子景色的乘积，由此导致它只可作为一个合座来形色。

然后，张三在北京大开盒子——哗。

看到右手的那刹那间，纽约李四手里的手套若是也用相似面容大开，就一定会看到左手。

不是张三“告知”了李四，也不是北京有什么奥密信号蓦地飞到了纽约。更准确地说，是这两只量子手套本来就不可被作为两个齐备孤立的小东西，它们共同构成了一个不可分割的合座。你对其中一只进行测量，得到的是这个合座景色的一部分终局；过后两东谈主把记载拿来一比对，就会发现终局之间有一种远超平凡手套的默契。

分发到两地的“纠缠手套”。图源：作家AI生成

为什么不可超光速通讯？

因为只可“拆盲盒”

信赖灵巧的你也曾发现，量子纠缠不错收场不限距离的超远距离信谢绝互。那么，是否也不错期骗它进行超光速通讯呢？

比如，让张三在北京，李四在纽约，约好同期大开盒子。大开之后看到左手算0，右手算1。然后用这副手套发摩斯电码，左手右手左控制，蓦地传到大洋此岸，比光速还快，岂不好意思哉？

思法很好意思好，但物理定律不允许啊。

要道在于，纠缠天然能让双方的终局配对，永利官网app下载却不可让一边把“我测到了什么”径直告诉另一边。

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张三在北京大开盒子，看到左手或者右手；李四在纽约大开盒子，也看到左手或者右手。双方的终局如实会高度关连，但李四只看我方手里的终局时，看到的仍然是一串偶然乱码。他不知谈张三什么时辰测量了，也不知谈张三测到了什么，更不知谈张三思不思用它传递信息。

比如，张三看到的是一串终局：左控制右右控制。李四看到的是另一串终局：右右左左控制左。过后两东谈主把记载一双，才会发现：“本来每一步王人配上了！”

问题就在这个“过后”。他们必须通过电话、集合、光纤等经典通讯面容交换记载，智力知谈双方终局如实关连。而经典通讯最快也不可额外光速。是以，量子纠缠天然能产生高出空间的强关联，却不可用来超光速发音书。

说白了，纠缠像是让两个东谈主各自拆盲盒：拒绝之后，终局相互配对；但你不可靠我方的盲盒，坐窝读出对方思说什么。思告诉李四“来日吃饭”，张三照旧得老建壮实提起手机打电话。

是以你看，量子纠缠莫得突破光速控制。

是以，“量子纠缠”到底颖悟啥？

不可超光速发微信，这种“默契”还有效吗？天然有。量子纠缠天然不可传递超光速信息，却能成为量子守密通讯和量子接头的进犯资源。

1

信息安全的“防拆封条”——量子守密通讯

张三和李四那串偶然配对的乱码，看似不消，其实不错形成密码钥匙。

他们各自记载测量终局，再通过公开但经过认证的经典信谈筛选、纠错和秘密放大，临了保留住来的偶然数，就唯有两东谈主知谈。

更妙的是，这把钥匙自带“防拆封条”。一朝有东谈主半途偷看，就会干豫量子景色，并在统计终局中留住至极思绪。张三和李四抽取一部分终局比对，若是发现误码率至极升高，就不错判断“有东谈主动过！”，密钥偶然作废。

期骗“量子纠缠”旨趣进行“量子守密通讯”。图源：作家AI生成

这不是单纯依靠算法加密，而是在理思模子下，由物理定律给出安全领域。从“墨子号”到“京沪主线”，再到“济南一号”等量子微纳卫星，量子守密通讯正在从实验室走向真实天下。

2

算力的“分身术”——量子接头机

传统接头机料理信息，要么0，要么1。量子接头机使用的“量子比特”，却不错像那只“既左又右”的手套，同期处在0和1的重叠态中。

但量子接头机不是浮浅地“同期走完整个支路”。它确凿是非的地点，是期骗重叠、干预和纠缠，让失误谜底相互对消，让正确谜底冉冉增强。换句话说，量子接头不是暴力穷举，而是用量子力学再行想象“寻找谜底”的面容。

频年来，中国在光量子和超导量子接头倡导王人获得了进犯进展。“九章”“祖冲之”“本源悟空”等代表性效果，正在鼓动量子接头从实验考据走向工程应用。

天然，今天的量子接头机还不是无所不可的“超等电脑”。它们目下主要在特定问题上展示上风，距离大鸿疏通用量子接头仍需跨过量子纠错、系统领路性和芯片彭胀等关隘。

另极少进犯的是，并不是任何两个粒子之间王人有量子纠缠，骨子上，量子纠缠是需要制备的。举例，在光学实验中，科学家常常期骗非线性光学经由来制备纠缠光子。天然在多个粒子之间也不错开采量子纠缠，但一般而言，粒子越多的纠缠态就越欺压易制备。因此，在实验上，纠缠的制备和保存往往成为瓶颈。

结语

从信息论可证安全的守密通讯，到面向特定问题的量子接头优厚性，那双看不见摸不着的“量子手套”，正在从实验室走进实验天下。

它不可让你超光速发微信。但它有望让通讯更安全，让接头更高效，让来日的信息时候领有新的底层器具。

天下最底层的逻辑，可能比任何科幻故事王人要奇异，也比你柜子里的手套，更“魔法”极少点。

筹谋制作

作家丨栾春阳中国移动通讯扣问院来日扣问院扣问员

审核丨袁岚峰中国科学时候大学副扣问员中国科学时候大学科技传播系副主任中国科协科普扣问员

筹谋丨何雨濛

责编丨何雨濛澳门永利皇宫中国官网