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第397章 量子纠缠的一些资料
    量纠缠到底是什么呢?

    想象你有两枚硬币,每一枚都有不同的正面或背面,你拿着一枚我拿着一枚,我们彼此距离非常远。我们在空中抛掷它们,接住,拍在桌上。当我们拿开手查看结果时,我们预期各自看到“正面”的概率是50%,各自得到“背面”的概率也是50%。在普通的非纠缠宇宙中,你的结果和我的结果完全相互独立:如果你得到了一个“正面”结果,我的硬币显示为“正面”或“背面”的概率仍然各为50%,但是在某些情况下,这些结果会相互纠缠,也就是,如果我们做这个实验,而你得到了“正面”结果,那么不用我来告诉你,你就会瞬间100%肯定我的硬币会显示为“背面”,即使我们相隔数光年而连1秒钟都还没有过去。

    在量物理中,我们通常纠缠的不是硬币而是单个的粒,例如电或光等。例如,每个光自旋+1或-1,如果两个光互相纠缠,你测量它们中一个的自旋,就能瞬间知道另外一个的自旋,即使它跨过了半个宇宙。在你测量任一个粒的自旋前,它们都以不确定状态存在;但是一旦你测量了其中一个,两者就都立刻知晓了。我们已经在地球上做了一个实验,实验中我们将两个纠缠光分开很多千米,在数纳秒的间隔内测量它们的自旋。我们发现,如果测量发现它们其中一个自旋是+1,我们知晓另一个是-1的速度至少比以光速进行通信快10000倍。

    创造两个互相纠缠的光以后,哪怕将它们分开很远,我们也可以通过测量其中一个的状态来得知关于另一个的信息。

    现在回到问题:我们可以利用量纠缠的该特性实现与遥远恒星系统的通信吗?回答是肯定的,如果你认为从遥远的地方进行测量也算是一种“通信”的话。但是,一般我们所的“通信”,通常是想要知道你的目标的情况。例如,你可以让一个纠缠粒保持着不确定状态,搭载上前往最近恒星的宇宙飞船上,然后命令飞船在那个恒星的宜居带寻找岩石行星的踪迹。如果找到了,就进行一次测量使所携带的粒处于+1态,如果没有找到,就进行一次测量使所携带的粒处于-1态。

    因此,你推测,当飞船进行测量时,如果留在地球上的粒呈现为-1态,你就知道宇宙飞船在宜居带发现了一颗岩石行星;留在地球上的粒会呈现为+1态,就告诉你宇宙飞船还没有发现行星。如果你知道飞船已经进行了测量,你应该可以自己测量留在地球上的粒,并立即知道另一个粒的状态,即使它远在许多光年外。

    这是一个聪明的计划,但是有一个问题:只有你询问一个粒“你处于什么状态?”(也就是测量)时纠缠才起作用,但如果你对一个纠缠态粒实施测量,迫使它成为一个特定的状态,你就破坏了纠缠,你在地球上做的测量与在遥远恒星旁做的测量就完全不相关了。如果在远处进行一次测量,让粒的状态为+1,当然在地球上测量出结果就是-1,从而告诉你远在数光年外的粒的信息。但你不可能在测量的过程中不破坏纠缠,而一旦纠缠被破坏,那就意味着,不管结果如何,你在地球上的粒为+1或-1的概率都是50%,和若干光年外的粒再没有关系。

    好比,我和我朋友,各在天边,但手里个持一个量硬币,他们一定一正一反。我可以通过我手里的硬币,知道对方的硬币状态。但我不能通过改变手里的硬币,从而改变我朋友手里的硬币(改是可以,但结果是随机的。就像三体所的打台球,被击打的台球是任意方向飞出去,只服从概率,不服从物理规律)。现在的量通讯好像是另外一回事,好比是被发现了一个规律,同时打两个台球,两个台球的方向虽然是任意的,但是这两个台球的夹角中心正是击球的方向。那么建立两条链路,其中一条是普通链路,用于告知对方另外一个球的方向。这样,真正的接收方可以通过量态的台球方向和穿过来的另一个台球方向,得到有用信息(击球的角度)。而窃听方无法得到量态,所以无法窃听。有点罗嗦了,还是回到硬币。我和朋友各有一个魔法硬币(a和a‘),他们永远保持一个正,另一个是反的特性。我想控制硬币的正反面,传递消息给我的朋友;但做不到,我不管怎么心的把硬币放桌上,硬币坚持它的随机性,不确定的出现正面和反面。朋友自然没办法知道我传递给他的信息。后来我又找到一枚魔法硬币(b),这枚硬币有新的特性。就是我朝上一起扔它们(a和b),它们一定相同面;朝下扔它们,它们一定不同面。这样,我通过打电话告诉我的朋友,每次扔硬币以后,硬币b的状态。我朋友就知道我每次是怎么扔的硬币。虽然通讯速度还是打电话的速度,但是绝对保密。

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