每日一问75：量子纠缠可以实现超光速的信息传递吗？
根据量子力学，两个纠缠的粒子，其中一个被观测后坍缩，另一个也立刻坍缩。那么，设计以下关于量子纠缠实验：有两个纠缠的粒子，一个放于地球，另一个放于火星上。提前约定：一旦量子坍缩即采取某项行动。假如我们使地球上的粒子坍缩。那么，火星上的人发现粒子坍缩了，即立刻采取行动。用常规的方法从地球向火星发射一个行动指令，这个信息传到火星要至少5分钟，但利用量子纠缠的方法却提前行动了。换句话说，信息的传递已经超越了光速，对吗？
不对。因为火星上的人无法通过观测得到叠加态是否坍缩的结论。
为便于叙述，我们将两人称为地球人和火星人。
首先，火星人无法通过单次的观测判断叠加态是否坍缩。例如，假设每个粒子有a、b两态，如果我们制备了形如: /p3.toutiaoimg.com/origin/pgc-image/33e88c0171794b23aac38940d00d42ae","uri":"pgc-image/33e88c0171794b23aac38940d00d42ae","width":196,"height":48,"darkImgUrl":"https://p5.toutiaoimg.com/origin/pgc-image/04fb137ac458460484f8ee2de14f110b","darkImgUri":"pgc-image/04fb137ac458460484f8ee2de14f110b","formulaImgStatus":"succeed"}" class="syl-plugin-formula"> 的叠加态。当火星人观测他所带的粒子时，发现粒子处于a态，他是无法判断粒子是因为自己的观测而坍缩到a态，还是地球人的观测使得自己的粒子已经坍缩到a态。
如果想要判断出自己的粒子是否还处在叠加态，火星人需要制备出大量的处于相同态的粒子分别观测，再统计所有观测结果进行判断。这看似提出一种判断粒子是否处于叠加态的方式，但不可克隆定理（No-cloning theorem）告诉我们是不能随意复制未知状态的量子态的，因此这种方式实际上也是不可实行的。
量子纠缠揭示了量子力学违背了定域性原理，即某处的粒子会以超光速的方式影响远处的物体。也因此量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。但是，量子力学并不违背因果论，我们仍然不能超光速地传递信息。正因为如此，量子力学在经历一次次质疑后仍然能够维持其相对真理的地位。
回答：Quesmark
希卓
2024-10-17 广告
