一、量子糾纏的神秘面紗

量子糾纏是量子力學中極為神秘的現(xiàn)象之一。當兩個或多個量子系統(tǒng)處于糾纏狀態(tài)時，它們之間會建立起一種特殊的關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)超越了我們在經(jīng)典物理學中所理解的范疇。

在量子糾纏中，一個粒子的狀態(tài)發(fā)生改變，無論它們相距多么遙遠，另一個粒子的狀態(tài)會立即發(fā)生相應(yīng)的變化。這種瞬間的影響似乎無視了時間和空間的限制，給人一種 “幽靈般的超距作用” 之感。

例如，當兩個相互糾纏的粒子被分開后，對其中一個粒子進行測量，若測得其處于某種特定狀態(tài)，那么另一個粒子也會瞬間確定為與之相對應(yīng)的狀態(tài)。這種現(xiàn)象讓人難以理解，因為在經(jīng)典物理學中，信息的傳遞是不可能超過光速的。

量子糾纏的這種特性引發(fā)了許多科學家的深入思考和研究。阿爾伯特?愛因斯坦、B.E. 波多爾斯基和 N. 羅森在 1935 年發(fā)表的論文中，對量子力學的完備性提出了質(zhì)疑，他們認為量子糾纏這種現(xiàn)象似乎違背了經(jīng)典的物理實在論。埃爾溫?薛定諤在研究這一佯謬時提出了 EPR 操控的概念，進一步加深了人們對量子糾纏的認識。

目前，量子糾纏現(xiàn)象已經(jīng)在微觀粒子如光子、電子，以及介觀粒子如分子、巴克明斯特富勒烯甚至小鉆石等中被觀察到。根據(jù)目前實驗顯示，量子糾纏的作用速度至少比光速快 10,000 倍，這還只是速度下限。雖然量子糾纏的效應(yīng)不能被用來以超光速傳輸經(jīng)典信息，并不違反因果律，但它仍然挑戰(zhàn)著我們對物理世界的傳統(tǒng)認知。

二、量子糾纏的研究歷史

（一）EPR 佯謬的提出

1935 年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森發(fā)表了題為《能認為量子力學對物理實在的描述是完全的嗎》的論文，提出了 EPR 佯謬。他們設(shè)計了一個思想實驗，考慮兩個曾經(jīng)相互作用過的粒子，無論相距多遠，始終遙相 “呼應(yīng)”。比如兩個自旋方向相反的電子，即使它們分別位于銀河系兩側(cè)，只要一個自旋方向發(fā)生改變，另一個也同時隨之改變。他們認為對一個粒子的測量不會對第二個粒子造成干擾，并給出一個判據(jù)：如果人們毫不干擾一個體系而能確定地預(yù)言它的一個物理量的值，則對應(yīng)于這個物理量就存在物理實在性的一個元素。根據(jù)這個判據(jù)，他們指出量子力學認為粒子的坐標和動量不能同時具有確定值，因此它的描述是不完備的。

（二）薛定諤的貢獻

薛定諤在研究 EPR 佯謬時提出了 EPR 操控的概念，并且創(chuàng)造了 “Quantum Entanglement”（量子糾纏）這一術(shù)語。薛定諤進一步表明量子糾纏是量子理論的特征性質(zhì)。他通過 “薛定諤的貓” 這一著名的思想實驗，生動地展示了量子力學中疊加態(tài)和量子糾纏的奇特性質(zhì)。在這個實驗中，一只貓被關(guān)在一個裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。鐳的衰變是隨機的，如果衰變發(fā)生，氰化物將被釋放并殺死貓；如果未衰變，則貓將存活。由于我們無法確定鐳是否衰變，因此在觀測之前，貓的狀態(tài)是既死又活的疊加態(tài)，而與貓的狀態(tài)相關(guān)的微觀粒子之間也處于量子糾纏狀態(tài)。薛定諤的這些貢獻進一步加深了人們對量子糾纏的認識和理解。

三、量子糾纏的原理探討

（一）基于量子態(tài)疊加與量子態(tài)塌縮的原理

量子糾纏基于量子力學中的量子態(tài)疊加與量子態(tài)塌縮原理。在量子力學中，一個粒子的狀態(tài)可以同時處于多種狀態(tài)之間，這就是量子態(tài)疊加。例如，光子在沒有被觀測之前，其自旋可以同時沿著不同的方向，處于多種自旋狀態(tài)的疊加。而當我們觀測一個粒子時，它的狀態(tài)只被壓縮到一個確定的狀態(tài)，這被稱為量子態(tài)塌縮。當兩個量子系統(tǒng)在量子態(tài)疊加時相互作用