中国量子卫星打破世界纪录，为啥美国总统躺枪？(文末有彩蛋）

相较于我们熟悉的宏观世界，物理学在微观世界中展现出了极为不同的规律，我们把描述微观世界的物理学背后的法则称为量子力学。

关于量子力学你需要知道的是，在这个法则下，物质不再以通常和容易理解的方式运动，而是同时具备粒子和波的行为方式。

知乎上有人这样形容“波粒二项性”：

理解粒子的行为方式：例如你去打靶子，枪法很烂，有的时候成绩好，有的时候成绩差，但是每发射一枚子弹，只能在落在靶子上一个特定的位置。

理解波的行为方式：例如你喊大家去KTV：“走走走！！！”房间里面每个人都听到了。

你需要知道的另一件事是，在量子力学范畴下永远不会有确定性。因为微观粒子表现的就像波一样，我们无法确定它的具体位置。

…….除非我们通过科学方法来测量。但在量子力学中永远无法同时准确的知道粒子的速度和位置两个信息：当我们测量到粒子的位置，我们不能同时得到它的速度；反之，当我们测量到粒子的速度，我们也不能同时知道它的位置。

1935年，三位著名物理学家：爱因斯坦（没错，是你知道的那个大牛）、波多尔斯基和罗森，第一次对量子纠缠现象进行描述，并试图由此指出量子力学对于物理实在的描述并不完备（呵呵，现在我们知道貌似他们错了）。

“纠缠”二字实际上是由奥地利著名物理学家薛定谔同年晚些时候提出的。薛定谔通过箱子里的猫的思想实验，阐述了量子力学里不确定性这一现象。这只猫也从此一炮而红，称为“薛定谔的猫”。

薛定谔认为，纠缠态是“量子力学的特性”，“使量子力学完全背离了经典力学的思想路线”。然而爱因斯坦反对量子纠缠，将其称为“鬼魅般的超距相互作用”。

量子纠缠的基本思想是：如果两个粒子足够近距离的紧密接触，它们之间可以形成某种联系并相互影响。这两个粒子的命运从此相互交织，我们称之为量子纠缠。

听起来……似乎有些浪漫？

两个处于纠缠状态的粒子，即使“天各一方”，也会互相影响彼此。

由于粒子表现出不合常规的、量子的（不确定的）行为，我们只能通过观测，来得知它们在被观测那一刻的状态。

一旦我们得知其中一个粒子的状态，(纠缠态下的)另一个粒子的状态也就不言而喻了。即使另一个粒子相距远在宇宙的另一边，也是如此。

这很不寻常，因为这意味着，在这种情况下，我们正在进行的信息传播，其速度高于光速！

当然，量子纠缠实际上比上述的介绍还要更复杂一些。我们无法简单地使两个粒子相互纠缠，再把其中一个送到宇宙另一边。

通常传输两个相互纠缠的光子有两种方法：通过光纤或者通过开放空间。但随着光纤长度或者大气厚度的增加，纠缠光子沿途衰减的可能性也会增加。科学家们于是在太空中（近似真空，没有大气干扰）制造纠缠粒子，然后将它们传输到地球，通过这种方式来避开很多干扰。

量子纠缠可应用于量子保密通信、量子计算机，甚至未来的量子远距离传输（通俗点讲，就是信息瞬间超时空转移）等， 而实现远距离传输纠缠光子对于这些应用至关重要。