量子纠缠

量子纠缠是指当一组粒子产生、相互作用或共享空间接近的方式，使得该组粒子的每个粒子的量子状态不能独立于其他粒子的状态而被描述，包括当粒子相隔很远的时候，就会出现这种现象。

量子纠缠的话题是经典物理学和量子物理学之间差异的核心：

纠缠是量子力学的一个主要特征，在经典力学中不存在。

对纠缠的粒子进行的位置、动量、自旋和偏振等物理特性的测量，在某些情况下，可以发现它们是完全相关的。

例如，如果一对纠缠的粒子被生成，使得它们的总自旋已知为零，并且一个粒子被发现在xxx轴上有顺时针的自旋，那么另一个粒子的自旋，在同一轴上测量，被发现是逆时针的。然而，这种行为产生了看似矛盾的效果：

对一个粒子的属性的任何测量都会导致该粒子的波函数不可逆的坍缩，并改变原来的量子状态。

对于纠缠的粒子，这种测量会影响整个纠缠系统。

这种现象是阿尔伯特-爱因斯坦、鲍里斯-波多尔斯基和内森-罗森1935年的一篇论文的主题，以及此后不久埃尔温-薛定谔的几篇论文，描述了后来被称为EPR悖论的东西。

爱因斯坦和其他人认为这种行为是不可能的，因为它违反了因果关系的局部现实主义观点（爱因斯坦将其称为远距离的幽灵行动），并认为量子力学的公认表述因此必须是不完整的。

然而，后来，量子力学的反直觉预测在测试中得到了验证，即在不同的地点测量纠缠粒子的偏振或自旋，在统计上违反贝尔不等式。

在早期的测试中，不能排除一个点的结果可能被巧妙地传送到远处的点，从而影响第二个地点的结果。

然而，所谓的无漏洞贝尔测试已经进行，在这些地点之间相隔很远，以光速进行通信需要更长的时间--在一个案例中，比测量之间的间隔时间长10000倍。

根据对量子力学的一些解释，一次测量的效果是瞬间发生的。其他不承认波函数坍缩的解释则对是否存在任何影响提出异议。

然而，所有的解释都同意，纠缠在测量之间产生相关性，纠缠粒子之间的相互信息可以被利用，但任何比光速更快的信息传输是不可能的。

量子纠缠已经在实验中得到证明，包括光子、中微子、电子、大如水球的分子，甚至是小钻石。在通信、计算和量子雷达中利用纠缠是一个非常活跃的研究和发展领域。

2022年诺贝尔物理学奖授予阿兰-阿斯佩克、约翰-F-克劳瑟和安东-泽林格，以表彰他们对纠缠光子的实验，确立了对贝尔不等式的违反，开创了量子信息科学。他们的成果将为涉及量子信息的新技术做出贡献。

爱因斯坦在1935年与鲍里斯-波多尔斯基和内森-罗森在一篇联合论文中首次讨论了量子力学关于强相关系统的反直觉预测。

在这项研究中，三人提出了爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论（EPR悖论），这是一个思想实验，试图表明由波函数给出的物理现实的量子力学描述并不完整。

然而，这三位科学家并没有创造纠缠这个词，也没有概括他们考虑的状态的特殊属性。在EPR论文之后，埃尔温-薛定谔用德语给爱因斯坦写了一封信，在信中他用Verschränkung（他自己翻译为纠缠）这个词来描述两个相互作用然后分离的粒子之间的关联，就像在EPR实验中一样。

此后不久，薛定谔发表了一篇开创性的论文，定义并讨论了纠缠的概念。在这篇论文中，他认识到这一概念的重要性，并指出。像爱因斯坦一样，薛定谔对纠缠的概念感到不满意，因为它似乎违反了相对论中对信息传输的速度限制。爱因斯坦后来把纠缠嘲讽为spukhafteFernwirkung或远距离诡异作用。