量子纠缠是怎么回事？可以用来干什么？

Answer 1

量子纠缠，简单说就是当几个粒子发生相互作用后，各个粒子所拥有的特性转化为整体性质，无法单独描述某个粒子的单独属性，只能从整体上去描述，这种现象就被称为量子纠缠！

量子纠缠的本质就在于量子世界的不确定性以及叠加态，可以用一个宏观世界的形象例子去理解量子纠缠的诡异性。

有一双手套分别装在两个不透明的袋子里，我们不知道哪个是左手套或者右手套，这两只手套就像是纠缠中的粒子！

如果我们打开任何值得袋子发现里面是左手套，哪那么另外一个袋子肯定是右手套，这种信息的呈现是瞬间的，而且一旦你打开了其中一个袋子（实施了观测行为），两个手套的“纠缠”立马终止！可以说它们之间不再有任何关系！

量子世界纠缠中的粒子就是如此，一旦你进行观测，就会影响粒子的行为，它的状态立马“坍缩”为确定性，另一个粒子的状态也会出现相应变化，不过一切都到此为止了，之后两个粒子就不存在任何关系了，也不会有任何“纠缠”了！

利用这种特性，可以利用量子纠缠原理给信息进行加密，也就是目前正在研究的“量子秘钥分发”技术，一旦有任何人试图窃听信息，接收和发送信息的人就会发现有人窃听！

当然，人类对量子纠缠现象的作用不会停留在给信息加密，随着对量子世界继续深入研究，或许有更惊人的发现！

Answer 2

当您看到“纠缠”两个字脑海里会浮现出什么呢？是一团缠绕在一起的绳子？还是剪不断理还乱的前任呢？说实话，这么“魔性”的词汇就是那个即是物理学家又是诗人的情场浪子薛定谔给微观粒子的一种行为起的名字。那么量子纠缠究竟是怎么回事呢？

奇怪的微观粒子相关性行为

估计大多数小伙伴都知道弹玻璃球的游戏吧，谁方向和力量控制得好，谁就能赢。当两个玻璃球沿着质心连线方向撞在一起之后，两个球就会分开。这时候，可以按照牛顿力学的规律，只要测量其中一个球的速度（严格说是动量）和位置，就能知道另外一个球的速度和位置。

并且这两个球之间的位置和速度是从碰撞之后那一刻开始起，是相关的，我们可以把两个玻璃球之间的速度和位置之间的这种联系称为纠缠。不过很显然，如果我们让其中一个球停下来，并不会影响另外一个球。也就是说，这种“纠缠”关系不是那么紧密。

现在让两个电子之间发生类似两个玻璃球之间的相互作用（碰撞），同样道理，只要测量其中一个电子的速度或者是位置，就能知道另外一个电子的速度或者是位置。这种电子的速度和位置同样满足两个玻璃球之间的关系。

然而与玻璃球不同的是，每次测量其中一个电子的速度或者位置都是随机的，而另外一个电子却好像能够“知道”另一个电子的速度或者位置，它们之间的速度和位置，仍然能满足前面所描述的关系，并且这种相关性不受距离和时间的限制。

微观粒子之间相互作用之后的超越时空、密切相关性现象就叫做“量子纠缠”。

量子纠缠可以用来干什么呢？

如果我说量子纠缠可以用于保密通信、量子计算机，以及未来的互联网，你肯定还是一头雾水，不过这不要紧，你只要记住量子纠缠有两个特征就好：紧密纠缠和超距作用。让我举一个例子来看看量子纠缠能解决什么问题吧。

现在有一个三个人玩的游戏，测试问题只有两个，它们是X问题：“X是多少？”和Y问题“Y是多少？”而答案只能在+1和-1之间选一个。游戏规则如下：

1、在每次测试中，每个人都需要回答一个问题，X问题或Y问题；2、3个人被问到的问题要么都是X问题，要么是只有一个是X问题，而另外两个人是Y问题，此时3个人中谁被问到X问题是完全随机的；3、3个人之见不可以互相告诉对方自己的问题或者答案。

赢得这个游戏的条件也非常简单，就是3个人对3个X问题的答案的乘积总是-1，而对一个X问题和两个Y问题的答案的乘积总是+1.

你和你的朋友们可以在游戏之前做任何准备工作，可以在问题提出后分别进行猜测，也可以遇险制定好每个人回答问题的规则，甚至可以求助世界上最聪明的数学家来帮忙制定规则，等等。不过结果只能有一个，除非利用量子纠缠，否则没有人能够赢得游戏。（这部分的数学证明，我这里就不写了，离题太远。）

其实我们都能看出来，这个游戏的难度在于3个人之间不能互通消息。不过如果我们使用量子纠缠就可以在游戏者互相独立的情况下赢得游戏。让我们来看看量子纠缠是怎么做到的。

现实中，量子纠缠其实是很容易实现的，我们请物理学家为我们制备一种3个电子的自旋纠缠态，让每个游戏者保持其中的一个电子，对于这个自旋纠缠态，3个电子沿Z方向的自旋要么全部都向上，要么全部都向下。

现在测试开始了。如果一个人被问到X问题，那么他就测量自己的电子的Z方向自旋，并且将测量结果用+1或者是-1来表示。根据量子力学规律，按照这种方式，3个人对3个X问题的答案的乘积总是-1，而对一个X问题和两个Y问题的答案的乘积总是+1.

由于这个方法满足游戏中设定的要求，因此总是可以赢得游戏。

这三个纠缠电子之所以能够完成这个游戏就是因为，其中任何一个电子的装置在没有测量的时候，都是未知的，同时3个电子虽然在空间上各自远离，但实际上，它们之间宛如一体，测量其中任何一个电子，就会让另外两个电子的状态发生改变。

结束语

随着科学家们对量子纠缠的理解越来越深入，量子纠缠的应用范围也越来越广，比如量子浓缩编码、量子纠错码、量子隐形传态、量子计算、量子通信等等。尽管如此，但其实科学家们对量子纠缠的物理学原理仍然一无所知，就如几千年前，中国人造出了指南针却不懂得指南针的原理一样。物理学，还有很多等待我们去发现的秘密，也许你就是那个找出正确答案的人，看好你呦。

Answer 3

谢谢诚邀。

首先我们普及一下量子纠缠是怎么一回事儿？

我们略去中间环节一些繁杂的，晦涩难懂的概念。

我们可以简要的看作是：特定环境下产生的一对量子，或远或近（远至几千公里），都能够出现一种诡异的同步现象。

可以说这种现象是我们迄今为止人类的所有科学概念中，说没有涉及到的也是让我们非常迷惑的。同时，很多人都相信，真正的研究透彻其中的原理，其拥及其简洁的公式将其归纳出来，这是需要非常漫长的，不懈的努力的。是，所以在完全弄明白这是怎么一回事之前，就已经开始了对它的应用，就像原始人，虽然不懂力学的原理，但是知道用燧石工具可以切开树干，比起用石头砸断来的更快，省力。

从理论诞生之初，就已经开始投入对其应用的研究。首先，让人们想到的就是将其用在通讯上。但是，相对于已有的通讯有什么无可比拟的优点呢？

通讯向来都是在人类社会发展中最重要的，人类邮寄信件的行为和人类的历史一样久远。靠谱的通讯绝对离不开：快速，安全，及庞大的信息内容。

很显然，量子纠缠所带来的量子通讯，能够完美解决这三大难题。它既具有快速反馈，（几乎不花费时间）也可以长距离通信。（例如地面与卫星的通讯。）安全性更是量子通讯的拿手绝活。（从量子纠缠的独特性来说，可以说量子加密的通讯，是无法被破解的）

其他的方面，量子纠缠，理论的应用更是如鱼得水：例如量子计算机，更是颠覆了已有的对计算机的固有概念和常识。拥有更快的运算速度，会有更小的体积，更节能。

如果再展望一下，可能就是小型物体（非生物）的瞬间传输，这有可能会让我们的物品邮寄，达到前所未有的便利程度。

量子纠缠的理论的深入探讨，其应用的扩展，会极大的助力我们人类文明的进化。

Answer 4

2020年6月15日，《自然》杂志发表了我国科研团队，用“墨子号”量子科学实验卫星，成功实现千公里级别的，纠缠态量子密钥分发的相关研究成果。

该项成果，意味着量子纠缠加密通信，这一“绝对无法被窃听”的技术，又被我国“修炼”的更加精进了。

那么

量子纠缠，是怎样确保己方信息绝对安全的？

又是怎样让己方信息，在被窃听的瞬间，自动作出反应的？

为什么说，量子纠缠加密过后的信息，从本质上就无法破解？

1935年，爱因斯坦，波多尔斯基，罗森，三位物理学家发表了后来被称为，EPR实验的论文，在该论文中，爱因斯坦根据量子力学的，叠加率和守恒率，认为如果把两个电子看成一个系统，那么这两个电子不论距离多远，就都还得满足守恒律。

也就是说，哪怕这两个电子相隔千万光年，他们之间的状态仍然会实时传递，要坍塌就一起坍塌。

且整个过程是无视光速的，而在当时以及今天的物理学界，真空光速，都是物质和信息传递速度的上限。

爱因斯坦在论文中指出的，这种鬼魅般的超距作用，被薛定谔看到之后，后者将这种理论现象，命名量子纠缠。

量子纠缠这种“瞬时”的特性，让它成为后来很多科幻作品中的常客，比如《三体》中的智子，就是利用量子纠缠，实现4.22光年外的比邻星，和地球的实时通信的。

但事实上，量子纠缠的“反应速度”虽然千万亿倍于光速，但处于纠缠态的量子之间，是不可能传递信息的，因为“纠缠”是一种特性，而不是一种可以被用来传输信息的规律。

今天的人类对量子纠缠的唯一应用，就是将它作为“最顶级的加密手段”

毕竟从最初的凯撒密码，到后来的恩尼格玛，加密技术都直接影响信息安全，而信息安全又影响着，人类之间一切竞争行为的胜负。

量子纠缠加密，就是将原来基于数学的加密密钥，替换为基于量子力学的“量子纠缠密钥”，这样一来信息的发送端和接收端，将共享同一个“稳定”的量子态，如果在信息的传送过程中出现窃听者，那么发送端和接收端的量子态，就将同时坍塌。

如此一来，信息的两端就都知道了窃听者的存在，并且量子状态崩溃之后，窃听者也无法再继续获取数据信息。

需要再次重申的是，在以上的整个过程中，量子纠缠仅仅是作为密钥存在的，它是一种加密手段，而不是承载信息的载体。

真正用来传递信息的，仍然是人类早已使用了数个世纪的无线电波。

量子纠缠加密的成功，归根结底，还是因为量子态的坍塌，毕竟在现有的理论体系中，量子态就是最敏感的状态，只要存在观察者，量子态就能马上做出反应。

在堪称《三体》前传的《球状闪电》结尾，人类曾在废弃的地下矿井中，进行过“没有人类观察者”的量子力学实验，但量子态依旧坍塌了，书中给出的结果是“存在非人类的观察者”，而不少科幻迷都认为，这个“非人类观察者”，就是三体文明派来的智子。

总体而言

量子力学作为目前微观世界的扛把子理论，在科学和科幻上都有很大的“戏份”，而且今天的各类芯片，本质上也都是以量子力学理论为基础的，就像人造卫星以相对论为基础一样。

在可以预见的未来，量子力学的蓬勃发展，以及关于它的各项应用，必将再次改变人类世界，就像曾经的世界，被计算机和芯片技术改变一样。

Answer 5

只能说明，天地间存在心有灵犀！第六感及潜意识的存在！并不神奇玄幻！一一引航者！

Answer 6

谢邀

所谓量子纠缠，是说，几个量子之间的量子态相互关联，一个发生变化，会影响其他量子量子态。

有几个匪夷所思的问题。

①涉嫌超距离作用。

不管是量子场论还是暗物质说，都在否定超距离作用，然而解释不了纠缠态的量子之间靠什么相互作用，爱因斯坦当初怀疑有可能存在人们尚未知道的隐传输，至今没有直接证据。个人坚持认为，不存在超距离的，“隔山打牛”的相互作用。

②如果否认超距离作用的存在，那么，纠缠态量子之间就没有什么因果关系(所谓没有信息传输），更何况某些科学家认为量子纠缠可以在超远距离之间存在，并且之间相互影响速度超光速，也就是所谓Δ＝0或未知，这就是扯淡，这还有什么速度概念？

个人观点是所谓纠缠，必定受定域性限制，而且，他们之间的作用不管是通过所谓暗物质，还是场物质还是科学界不敢再提的以太物质，都非什么超距离作用。一些科学领域的工作者，有意无意把量子纠缠往神学，玄学和极端唯心主义上带，不负责任。

Answer 7

谢邀请！

量子纠缠本身就是一个伪科学概念。为什么呢？因为所谓的光量子光子根本不存在具体实体，拿什么去纠缠？与谁去纠缠？在哪里去纠缠？任何事物的发生与作用都必须有对象，如果作用对象都找不出又怎样证实纠缠的实在性，现代的量子纠缠理论只存在于一部分人的大脑思维中，纠缠于这些人的大脑中，所以量子纠缠与客观自然演化没有关系。

在自然界中有纠缠形为的就只有电子，电子与电子的纠缠形为都只能存在于相邻位纠缠，不存在隔位纠缠，因为没有越位机制的隔空力行为，电子的任何动态形为皆由此时此刻的存在环境动态决定，环境的变化都是互为依存的相邻作用机制，不存在无视相邻作用而发生间位直接作用，自然界中万物演化的原理是动态平衡原理，是压强平衡态，是连续不间断的作用机制，所以有用的纠缠就只能是电子纠缠，量子纠缠理论没得卵用。

Answer 8

量子纠缠是指一个量子通过外力撞击可分裂为两个量子，两个量子会保持镜像联通状态，称为纠缠态。或者把两个量子接近，也会形成纠缠态。然后把它俩远距离分开，仍然保持纠缠态，一旦观测其中一个，远方的另一个立刻也塌缩为确定状态。两个量子之间保持着神秘迅捷的联通，远超光速。我想它们之间一定有看不见的粒子流相互沟通。这种粒子就象宏观的黑洞一样有超强引力，全部吸收射向它的光子能量，所以无法观测到它。这种粒子有人叫中微子，西方叫幽灵粒子。量子处于叠加态时，它的能量介于中微子和可见实粒子之间的隐约状态，一旦观测它，势必向它射入光子，它吸λ部分光能就转变为明确的粒子。纠缠态的两个粒子在叠加态时一定在内部有中微子沟通，一旦量子在观测下塌缩为确定态，那么中微子是否仍然保持沟通呢？我想一定是的，因为中微子可以无限吸收周围的能量，无障碍穿透一切，中微子的形迹应该不会受到量子塌缩的影响。那么这就有了用武之地，可以用于通讯事业。把信息加载于塌缩后的其中一个量子，远方的另一个量子就即刻得到信息，中间的途径神秘莫測，中微子的信息容量应远超电磁波，速度又快，人类就真正达到量子通讯了。中微子象黑洞一样人类难觅其踪，很难控制和发射。我们知道量子纠缠中有中微子的踪迹，何不顺势利导？

一旦人们发现了中微子的功能，并估测到它的位置和去向，科技会更上一个新台阶，并颠覆一部分原有错误理论。人们根据宏观黑洞，微观中微子的理论，能否制造出人类常观世界里的人造高能天体呢？

Answer 9

量子不确定性原理，其成因是量子纠缠，量子纠缠是量子理论的重要依据。当原子分割到最微小的粒子便是量子形态，这个量子的诡异之处，是一个正电子和负电子以很快的速度相互缠绕，于是便称作量子纠缠。因为有量子纠缠这个事物的存在，物理学家们做了许多的试验，最著名的是薛定谔的猫，把一只猫装进纸盒子里，不喂饲过了一段时间，观察这只猫是死是活，判断它的不确定性，说它是死猫，有可能还活着，开了一个小口，结果猫咪活着走出了纸箱。说明这个事物有它的双重叠加性。量子纠缠的不确定性，对事物的变化有空间瞬移的作用，应该是连接万物的桥梁作用。看不见它，不等于不存在，这就是量子纠缠不确定性的诡异之处。