超越时空的联系 – 量子纠缠是怎么回事
Ping Zhou, 2020-09-22
所谓“遇事不决,量子力学”,“量子纠缠”是量子力学中的一个重要现象,也是科幻故事中经常用到的填坑大杀器。实际上,量子纠缠是真实的物理现象,也是实现量子通信的核心之一。今天我们就来聊聊量子纠缠是怎么回事。
假设我们有2个量子比特A和B,初始状态都是

只需要一个H门和一个CNOT门,就能让A和B之间形成量子纠缠!
不信?我们来分析一下。
t0时刻,两个量子比特都是
t1时刻,A经过H门后变成了相干态
t2时刻,经过一个CNOT门。CNOT意思是“Controlled NOT”,就是说当A是1的话,B就取反,否则B不变。因为这里A已经是相干态(
看出什么没有?在这个状态下,A和B要么都是
这时候,如果我们把A和B分开,A和B之间还会处于纠缠态吗?答案是肯定的,只要它们没有退相干,A和B仍然处于会量子纠缠状态。即使我们把B送到银河系的另一端,它们仍然会“纠缠”在一起。甚至,如果我们对其中之一做进一步的量子变换,只要不导致退相干,它们之间仍然会保持纠缠态!
这就是量子纠缠的原理,是不是挺简单的?:-)
常见误解:量子纠缠能实现超光速通信?
信息的传递不可能超光速,否则会导致因果律的崩溃。表面上看,一端的测量会导致另一端的状态坍缩,这个作用是“瞬时”的,但是实际上这个动作没有在两端之间传递任何信息,因为测量得到0和1完全是随机的。