量子纠缠的能源来源及感应

诡异的量子纠缠，相信大家都有所耳闻。处于纠缠状态的两个粒子，不管相距多远，都能瞬间感应到彼此的变化，从而做出相应改变。

那么，到底什么是量子纠缠呢？

物理学上是这样定义的：当两个或多个粒子彼此发生相互作用之后，单个粒子所拥有的属性综合成整体属性，于是只能描述整体的属性，而无法描述单个粒子的属性。

【资料图】

量子纠缠能无视浩瀚距离，瞬间感应到彼此，看起来好像是“超光速”传播了，因此也被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。

问题来了，量子纠缠为什么如此诡异，为什么不管多远都能瞬间感应到彼此呢？是不是真的违反了相对论的“光速限制”呢？

量子纠缠并没有违反相对论的光速限制，因为量子纠缠过程并没有传递任何信息，表现出来的是整体属性。量子纠缠感应到彼此也不需要任何能量。到底怎么回事呢？

简单来讲，量子纠缠的本质其实还是不确定性，具体来讲是叠加态。什么是叠加态？用薛定谔的猫来理解最简单，就像是“既死又活”的猫一样，这样的猫就是“叠加态”。

但我们都知道，现实中不可能存在这样一只处于“叠加态”的猫，但如果这只猫在量子世界，真的有可能存在。

说白了，量子世界里的微观粒子其实都处于一种叠加态的模糊状态，我们无法准确描述微粒子的状态。对于纠缠中的微观粒子也是一样，比如说，有两个纠缠中的微观粒子，它们的自旋方向一个向上，另一个向下，但我们不知道哪个向上，哪个向下。

真实的情况是这样的：任何一个粒子的自旋方向都是同时处于“向上和向下”的叠加态，这在宏观世界里很难理解，但却真实地发生在量子世界。当我们想看看同时“向上和向下”的叠加态到底是什么样的状态时，微观粒子就会从叠加态坍缩为确定状态，表现为“要么向下，要么向上”。

如果我们观测到一个微观粒子的自旋方向朝上，那么另一个微观粒子的自旋方向马上就能确定下来，一定是朝下的。而且在我们观测的瞬间，两个粒子的纠缠关系就失效了。

这就像我们平时掷硬币的游戏，当我们像空中掷硬币时，并不知道空中的硬币是正面还是反面，但不管是正面还是反面，总会只有一面。也就是说要么是正面要么是反面，不可能“既是正面也是反面”！

而量子世界的叠加态意味着，这枚硬币如果在量子世界，真的是处于“即使既是正面也是反面”的叠加态，在硬币落下来，我们观测的一瞬间，硬币的叠加态就会发生坍缩，成为唯一的固定状态。

深层的含义是这样的：量子世界里的一切都是随机的，而且这里的随机是真正的随机。虽然我们所在的宏观世界也会出现各种随机事件，但宏观世界里的任何随机事件，实际上都不是真正的随机，都是“伪随机”。

不管是游戏世界里打怪爆的装备，踢足球时射中的概率，都是“伪随机”。就连你随便写下的一个数字，甚至大脑中随便想象出来的数字，都不是真正的随机。

扯得有点远了，回归正题。用不确定性和叠加态来诠释量子纠缠似乎有些抽象，也有些强人所难。而更加前沿的一种理论，超弦理论，站在另外一个角度来诠释量子纠缠的本质。

用高维度空间的方式来诠释量子纠缠，具体是怎么回事呢？

超弦理论强调，量子纠缠的本质，其实是粒子在高维空间的三维投影。言外之意，纠缠中的粒子看似有两个或多个，其实只有一个，其他的粒子只是在三维空间里的投影而已。

那么，高维空间到底在哪里呢？科学家们认为高维空间卷曲在非常小的尺度下，普朗克尺度下，我们很难观测到。

不过，超弦理论目前更多的只是数学家构建的数学模型，也被称为“ 卡拉比丘成桐空间 ”，共有十个维度。

基于数学模型推导出来的超弦理论和高维空间的诠释，目前看来只是一个假设，很难找到切实的证据加以证明，而没有证据支撑的理论也只能是美好的幻想，如同空中楼阁，有点华而不实的感觉。

而现实世界里，从科学家对量子纠缠的应用中，我们也能看出，量子纠缠的粒子并非只有一个粒子，而是真实存在的两个粒子。更为重要的是，量子纠缠原理早就应用在了我们日常生活中，比如说量子通信技术，就是利用量子纠缠原理，实现了“ 量子密钥分 ”来对信息进行加密！

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