量子糾纏究竟是什么？著名的科學(xué)實(shí)驗(yàn)：薛定諤的貓

把球直接拋向空中，你能預(yù)測(cè)球，離開(kāi)你手后的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？

當(dāng)然，那很容易，球會(huì)向上移動(dòng)，直到到達(dá)某個(gè)最高點(diǎn)，然后再向下移動(dòng)又落在你手上。事情就是這樣，你知道，是因?yàn)槟隳慷昧藷o(wú)數(shù)次。而你一生所有觀察到的日�，F(xiàn)象，都是物理學(xué)。

但是，假設(shè)我們探索一個(gè)，關(guān)于原子物理學(xué)的問(wèn)題，比如氫原子核，它周?chē)�的電子看起�?lái)像什么？我們能根據(jù)我們對(duì)日常物理的經(jīng)驗(yàn)，來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題嗎？當(dāng)然不行，為什么？

因?yàn)樵谌绱诵〉某叨壬希�物理性質(zhì)，不同于你一直看到的宏觀物體的物理性質(zhì)，你所了解的日常世界是按照“經(jīng)典物理學(xué)”的規(guī)律來(lái)運(yùn)作的，原子尺度上的系統(tǒng)，是按照“量子物理學(xué)”的規(guī)律運(yùn)行的。

量子世界，是一個(gè)非常奇怪的地方

一個(gè)著名的思想實(shí)驗(yàn)，給出了量子奇異性的例證：薛定諤的貓。

一個(gè)物理學(xué)家把貓和一個(gè)ZhaDan放進(jìn)盒子里，然后蓋上蓋子，ZhaDan有50%的機(jī)會(huì)爆炸。但是直到我們打開(kāi)蓋子，才知道ZhaDan是不是爆炸了，但是如果我們沒(méi)有打開(kāi)蓋子，就沒(méi)有辦法知道貓是活的，還是死的。在量子物理學(xué)中，我們可以說(shuō)，在我們觀察之前，貓?zhí)幱?ldquo;疊加狀態(tài)”，也就是說(shuō)它既不是活的，也不是死的，而是兩種可能性的混合，每種可能性有50%。

同樣的事情，也發(fā)生在量子尺度的物理系統(tǒng)上，比如電子在氫原子中運(yùn)行，電子實(shí)際上根本不是在軌道上運(yùn)動(dòng)。在原子空間里到處都是，一下子在這里，一下子在哪里，看起來(lái)像是隨機(jī)出現(xiàn)在某個(gè)地方，只有在我們測(cè)量了它的位置之后，我們才能精確定位，電子就在那一個(gè)位置，就像我們打開(kāi)盒子才知道貓是死是活，這就引出了量子糾纏這一奇特而美麗的現(xiàn)象。

假設(shè)不是一只貓?jiān)谝粋�(gè)盒子里，而是兩只貓?jiān)趦蓚�(gè)不同的盒子里，如果我們對(duì)這對(duì)貓重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)可以是四種可能性之一：要么兩只貓都活了，要么都死了，要么一只活了，另一只死亡，反之亦然。兩只貓?jiān)俅翁幱诏B加狀態(tài)，每一個(gè)結(jié)果都有25%，而不是50%。

量子力學(xué)告訴我們，活貓和死貓都是疊加態(tài)的結(jié)果

換言之，可以有一個(gè)雙貓系統(tǒng)，這樣的結(jié)果將永遠(yuǎn)是一只貓活著，另一只貓死了。技術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，貓的狀態(tài)是糾纏的。

如果你準(zhǔn)備兩個(gè)貓，放在盒子里，如果把這兩個(gè)貓理解為，處于“糾纏狀態(tài)”，那么即使移動(dòng)盒子到宇宙的另一端，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果仍然是同樣。一只貓總是活著出來(lái)，而另一只貓總是死了，在我們測(cè)量結(jié)果之前，兩只貓的生死是完全不確定的。

這怎么可能？在宇宙的另一邊“糾纏的狀態(tài)”是什么樣的方式？

離得太遠(yuǎn)，不能及時(shí)溝通，那兩顆ZhaDan怎么會(huì)讓一個(gè)爆炸另一個(gè)不爆炸？

你可能在想，這只是一些理論上的胡言亂語(yǔ)，這種事情在現(xiàn)實(shí)世界中是不可能發(fā)生的。但事實(shí)證明，量子糾纏，已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)室中，得到了證實(shí)！兩個(gè)亞原子粒子糾纏在一個(gè)疊加態(tài)中，其中一個(gè)粒子以一種方式旋轉(zhuǎn)，那么另一個(gè)必須轉(zhuǎn)另一個(gè)方向，信息沒(méi)有辦法從一個(gè)粒子傳遞到另一個(gè)粒子的，并指示以何種方式旋轉(zhuǎn)，但是事實(shí)就這樣發(fā)生了！

“量子糾纏”是一個(gè)神奇的現(xiàn)象，目前科學(xué)家們無(wú)法給出任何解釋，只是知道存在這個(gè)現(xiàn)象

量子糾纏可以用于很多地方，可以設(shè)置一種量子密碼，因?yàn)槭菬o(wú)視時(shí)間、空間、距離，能做到事實(shí)同步通信，所以這個(gè)密碼是相當(dāng)安全的。我們國(guó)家現(xiàn)在研發(fā)的量子雷達(dá)，就是利用這種原理。目前我們國(guó)家還研究出來(lái)了量子計(jì)算機(jī)，以前需要100年才能計(jì)算出來(lái)的信息，使用量子計(jì)算機(jī)分分秒秒就搞定。

如果我們使用量子技術(shù)來(lái)模擬一個(gè)人類大腦，我們是不是可以找到意識(shí)的秘密？或者說(shuō)，我們的大腦本就是一種量子技術(shù)在運(yùn)算？那么是什么與我們大腦里的這些量子進(jìn)行糾纏？在后面的內(nèi)中，我們一起探索。