73 量子纠缠：超光速通信存在吗？

量子纠缠是一个热门的物理学概念，科幻小说里经常会用到量子纠缠的概念。但大部分对量子纠缠的科普都存在一定问题，譬如“信息传输速度是光速的几十倍”这样的论调是完全错误的，因为量子纠缠根本不传递信息。

量子纠缠是纯粹的量子力学效果。根据哥本哈根诠释，一个量子系统能以不同概率同时处在不同状态的叠加态。考虑两个电子，它们作为一个整体，以50%的概率同时处在状态A和状态B。如果探测其中一个电子得到它在状态A，则不用探测另外一个电子，就知道它也处在状态A。因为这两个电子作为一个整体，表现为同处状态A和状态B的叠加，其中一个电子的状态确定了，另外一个也随之确定，这就是典型的量子纠缠。

并且这两个电子的纠缠态并不被它们之间的距离束缚，即便这两个电子分隔几光年远，如果探测了其中一个粒子的状态，由于它们处在纠缠态，也可以立刻知道另外一个粒子所处的状态。这是否意味着信息超光速了呢？并非如此，因为这样的探测是不传递信息的。

譬如，我跟你一人手上拿着一个电子，这两个电子相互纠缠了。你去一光年以外的一个星球上找水源，我们约定，如果你找到了水源，可以以电子处在状态A通知我，如果没有水源就以状态B通知我。但问题是你在测量你的电子的时候，测量出来的具体是A还是B，这个结果是随机的，你无法控制，所以你无法传递确定的信息。因此，量子纠缠不存在信息传递超光速的问题。

量子纠缠概念其实最早是爱因斯坦为了要推翻不确定性原理做的思维实验，爱因斯坦认为在量子纠缠中，出现了信息传递超光速的现象，而超光速是违背相对论的。同时，量子纠缠的根基是不确定性原理和哥本哈根诠释，所以爱因斯坦认为，量子纠缠现象不可能存在。但事实是，量子纠缠现象的确存在，只不过这两个纠缠粒子的瞬间作用并不传递信息，这只是一种“超距作用”。