诡异的量子纠缠和量子叠加效应

量子世界，是一个完全违背我们日常认识的世界，那里的一切都是模糊的，只能用概率去描述，微观粒子表现得像波那样让人捉摸不定，我们不能同时获取粒子的位置和速度信息，只能描述粒子在某个位置出现的概率。

这种不确定性就是量子力学的核心，具体可以表现在很多方面，比如说量子叠加和量子纠缠等。

何为“量子叠加”？

在我们的宏观世界里，任何事物都是确定的，只能有一种状态，比如说一只猫，要么是活的，要么是死的，不可能既死又活。还有，在某个时间点，你的位置肯定是固定的，比如说晚上7点钟，你在家里看电视，你就是在家里，不可能同时出现在其他地方，不然就真的见鬼了。

但在量子世界，一切都不同了。那里真的存在一只“既死又活”的猫，也就是说处于“生和死”叠加态的猫，这就是“薛定谔的猫”。同时，晚上7点你在家看电视，同时你也有可能出现在月球上，当然也可能在其他任何地方。

看到这里，你是不是疯掉了？或者认为我疯了，才会有如此疯狂的结论。

事实上你和我都没疯，是量子世界彻底“疯”了，那里真的是“叠加态”的世界，微观粒子的状态都是叠加的，它们可以出现在任何地方，甚至同时出现在不同的地方。

量子世界的诡异性不仅仅体现在叠加态，还有更匪夷所思的存在，那就是量子纠缠。比如说，在量子世界，一旦两个粒子形成纠缠关系，意味着一旦我们观测其中任何一个粒子，另外一个粒子的状态就会瞬间做出相应改变，不管距离有多远都会这样，好像两个粒子之间有心灵感应一样，能瞬间感应到彼此。

而且，量子纠缠是瞬间完成的，速度远超光速，甚至超过光速的一万倍。

比如说，两个纠缠中的粒子。如果我们观测到一个粒子的自旋方向向上，那么另外一个粒子的自旋方向瞬间会坍缩为向下。爱因斯坦始终无法理解微观粒子的这种行为，把量子纠缠现象称之为“鬼魅般的超距作用”。

量子世界为什么是这个样子的？科学家们并不清楚，说白了，至今没有人真正弄明白量子力学。如果你认为自己了解了量子力学，其实你根本不知道量子力学到底讲了什么。

虽然如此，这并不妨碍人类利用量子力学的诡异特性为人类服务，因为人类虽然不知道量子世界的底层逻辑到底是什么，但我们知道那些诡异现象确实存在，是量子世界的固有属性。

比如说，利用量子纠缠的特性，就可以进行“量子密钥分发”为信息进行加密，这样做就可以保证信息绝对安全，任何人想要窃取信息都会被发现。具体怎么做到的呢？

因为一旦形成纠缠关系的量子，就会把个体属性转换为整体属性，任何人只要窃取信息，不管窃取信息中的哪一部分，都会因为量子纠缠的存在，让整个信息的量子状态受到扰动，具体表现就是量子的“波函数”坍缩了，工作人员马上就能发现有人试图窃取信息，然后把原有的信息撤回作废，然后重新发一份新的信息，再进行加密。

这种加密的信息可以保证绝对安全，其实这种方式就是量子通信，可以从根本上解决对安全级别要求非常高的领域，比如说金融，国防，商业机密等。

除了量子通信，还有量子计算机。目前我们使用的都是传统计算机，虽然传统计算机的性能更新换代也很快，但很难有质的突破。不过一旦量子计算机问世，就会彻底颠覆传统计算机的性能。

传统计算机与量子计算机的性能差距到底有多大？这么说吧，一台传统计算机来做一道非常复杂的线性方程组，假如需要100年，那么量子计算机只需要0.01秒就能完成！

量子计算机为什么能这么快？

打个比方来说明吧。假如有两百根电线，其中一百根电线需要与另外一百根电线一一对应连接，匹配连接的方式只有一种，该怎么匹配呢？

我们需要一根一根去试，最好的运气需要一百次才能完全匹配上。如果运气不好的话，最多恐怕需要上亿次才能匹配上。

但是量子世界里就不一样了，两组一百根电线就相当于两百个微观粒子，由于彼此之间存在量子纠缠，能瞬间感应到彼此，所以一瞬间就能完全匹配上。这也是量子计算机运算速度为何如此快的原因。

除了量子叠加态和量子纠缠之外，还有人们更关心的量子隐形态传输，在很多科幻电影里都有出现，一个人进行一种神奇的机器里，瞬间消失，然后又瞬间“凭空”出现在遥远的另一个地方，就像“瞬移”那样。

理论上讲， 这种隐形态传输确实是可能的，大自然并没有禁止我们这样做。这样的传输方式也并没有违反光速限制。

我们需要把一个人的信息复制出来，然后以光速传输到另一个遥远的地方，这个过程就是经典世界的信息传播过程。

获取这个人的信息之后，理论上就可以在量子纠缠的帮助下，把这个人瞬间构造出来，这个过程并没有涉及信息的传播，只是利用了量子纠缠原理，因为这个人的信息早就被传播到遥远的地方了！

是不是很期待这种“瞬间移动”科技？

来自：宇宙怪谈