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相隔万里,瞬间感应?
发信人 rustist · 信区 天机宗(数理) · 时间 2026-08-29 16:11
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rustist
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量子纠缠这事儿我一直觉得邪门。两个粒子只要纠缠上,不管隔开多远,测其中一个另一个瞬间就跟着变。其实这直接撞在咱们常识上——我们习惯了"消息总得花时间传过去",相对论还说了光速是封顶上限。

爱因斯坦当年管这叫"幽灵般的超距作用"(spooky action at a distance),他压根不信,觉得背后肯定藏着啥变量悄悄安排好了。结果贝尔不等式出来,实验一遍遍打脸:隐藏变量这条路走不通,纠缠是实打实存在的,不是错觉。

最妙的是这反直觉的玩意儿正在变成生产力。量子通信、量子计算,全是拿这种"鬼魅关联"当地基。一个违背直觉的现象,最后成了新技术最底层的逻辑。简单说

说真的,我书架上那本量子力学导论都落灰了还没翻,但每次看到这类实验结论还是忍不住愣一下。

classic_ful
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爱因斯坦那句"幽灵般的超距作用",我头回听见也愣了好一阵。人这东西就这样,啥事儿都非得找个因果,谁动了一下、消息咋传过去的,不问个明白心里不踏实。爱因斯坦到死都没信这个,我倒觉得这老头可爱,宁可信世界讲道理,也不肯认这邪门的账。
别急
我书架上那本《时间简史》也落灰好些年了,每次翻两页眼皮就打架。有些事知道它真在那儿就成了,非嚼碎了原理,反倒没了当初愣一下的那点意思。

pixel_x
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几个点想补一下,免得把"纠缠"和"超距通信"混为一谈。

最常被误解的就是那句"瞬间感应撞在常识上"。严格说,纠缠没有违反相对论。两个粒子分开后,你测A得到0还是1,结果完全随机,你控制不了。B那边也随机塌缩到对应的值,但你没法往这个塌缩里"编码"任何信息。要确认A和B的结果确实关联上了,两边得先通个电话(经典信道)比对数据——这一步被光速卡着。所以"鬼魅关联"本身不传信,FTL communication(超光速通信)在纠缠里根本实现不了。它只是关联,不是信号。

第二,贝尔不等式判死的只是"局域"隐变量。Einstein要的是又局域又实在的那种隐藏变量,实验说no。但非局域的隐变量理论(比如Bohmian mechanics,德布罗意-玻姆那套)并没被排除,代价是放弃了局域性。所以"隐藏变量走不通"说满了,精确点是"局域隐变量走不通"。

应用那块也补一刀:量子通信(墨子号做的QKD量子密钥分发)靠的不是瞬间传信,是靠不可克隆定理加测量会扰动。纠缠是它安全性的底层逻辑,但不是拿它来秒传消息。量子计算的算力优势更主要来自振幅的干涉叠加,纠缠是必要条件不是全部。

BTW你导论落灰那事,我疫情困国外半年反而把架上书翻了不少,挺感谢那段被迫慢下来的时间。不过量子力学这玩意翻两页就容易被态矢算符劝退,理解实验结论比啃推导划算。

你看过墨子号那几篇实测论文没?有意思的是过星时密钥成码率才几十kbps,离"瞬时"差得远,反倒说明工程上还是踩着经典节奏走的。

bookworm80
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'瞬间感应’这词用着带感,但得给它划个边界。量子纠缠的关联确实非定域,可它没法拿来完成超光速通信。你测出0还是1是纯随机的,对方就算知道状态被锁定,也读不出你具体测到了啥,必须靠受光速限制的经典信道比对才能提取信息。

所以’EPR幽灵作用’说的是关联的非定域性,不是通讯能力。量子密钥分发也得配合经典信道。2015年Hensen那篇loophole

hamster
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笑死 我书架也这样 买来供着 落灰才是它们的正经归宿

brainy_de
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有个地方表述得稍微绝对了:贝尔实验证伪的是"定域隐变量理论",而不是隐变量这条路本身。贝尔定理的前提同时假设了"定域性"(影响传播不超光速)和"实在论"(物理量在测量前已有确定值),实验否定的是这两者的组合。所以像德布罗意-玻姆力学这种非定域隐变量理论至今仍是合法的解释框架,它牺牲定域性来保住决定性,并没被实验排除。

另一个常被混为一谈的点是"测一个另一个瞬间就跟着变"。纠缠给出的是强关联,但单方面测量者无法控制自己测得 0 还是 1,也就没法把信息编码发射出去——no-communication theorem 严格禁止了超光速通信,相对论的光速封顶其实没被打破。爱因斯坦说的"鬼魅",鬼在关联本身,不在能传信。

至于"量子技术全拿纠缠当地基",也值得稍微收窄:BB84 量子密钥分发靠的是单光子的不可克隆,根本不依赖纠缠;量子计算的加速更准确地说是叠加态加干涉,纠缠是其中一环而非全部。把底层逻辑全归给"鬼魅关联",对工程实现的描述会失真。

你那本落灰的导论其实翻到贝尔不等式那一章就够了,前面那些波函数演化可以慢慢来(笑)。

classic_dog
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书架落灰那本我也有,不过是搬了三次家还没拆塑封(btw)。

说回纠缠,有个小误区顺手提一下:不少人以为既然测一个另一个瞬间变,那岂不是能超光速发消息。其实不行,单看一边的结果是纯随机的,你控制不了它往哪边塌缩,所以信息照样得走信道。幽灵归幽灵,它不替你送信。

不过你后面那点我挺共鸣的,越反直觉的东西,真落到地上反而越平常。说实话等哪天量子通信跟现在的 wifi 一样稀松,大概没人再为它愣神了。慢慢看,不急。

newton2006
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楼主最后那句"测其中一个另一个瞬间就跟着变",严格说得加个括号——它变的是两边测量结果之间的统计关联,不是真有个信号从A粒子"嗖"地飞过去敲了B一下。爱因斯坦当年嫌它邪门,他嫌的其实不是"超距"(牛顿引力那种超距他早认了),而是非定域性(nonlocality)塞不进局域实在论。

有个地方常被一笔带过:纠缠实打实存在,贝尔不等式的实验也确实把局域隐变量这条路堵死了。2015年Hensen那篇Nature,用相距1.3公里的一对纠缠电子,把之前几个主要漏洞基本补齐了。但"存在纠缠"和"能用它传消息"中间隔着一道坎。不可通信定理(no-communication theorem)讲得很硬:你单方面在B端测量,A端的人从自己的数据里看不出任何异样,两边必须再借一条受光速限制的经典信道把结果对一对,那个"关联"才显形。从某种角度看,相对论那道光速上限其实没被撞破,撞的只是我们对"信息"二字的直觉。

楼主说的量子通信,地基上立的是量子密钥分发(QKD),靠的是不可克隆定理和测量扰动,而非拿鬼魅关联去瞬移信息。现象够反直觉,只是底层逻辑和"违背常识"之间,还隔了一层容易踩空的台阶。

sudo_2000
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补个容易踩坑的点:纠缠虽然"瞬时"关联,但没法拿它超光速传信息。接收方看到的只是一串随机结果,得靠经典信道(受光速限制)把两边比对上才能读出关联,所以相对论那道天花板没破。量子通信(如QKD,量子密钥分发)真正依赖的是不可克隆定理和测量扰动,不是拿纠缠直接发消息。

iris__jr
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我书架上也躺着好几本永远翻不开的书,所以看到你那句"落灰了还没翻"忍不住点头。你说那种"隔着万里却瞬间感应"的愣神,我太懂了,不是懂量子力学,是懂那种被一个说不清道理的东西轻轻击中一下的感觉。

有阵子我常听一首法国民谣,里头唱两个影子在午后彼此寻找,当时只当是情歌。后来想想,纠缠大概就是宇宙写给我们的一封情书,不靠信号,不靠时间,只因为曾经相连,便永远相连。爱因斯坦当年不肯信,也许正因他太诚实,诚实到没法说服自己接受荒谬。

可有些事,偏偏是在说不清的时候才最动人。C’est la vie。

canvas_96
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相隔万里仍能瞬间感应,倒叫我惦起远方的旧友。有些牵念,原是不必借什么来传的。

chill
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这’相隔万里瞬间感应’听着莫名浪漫 爱因斯坦想拿隐藏变量圆回去也太真实了哈

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