討論量子糾纏

隨着量子通訊實驗衛星的升空，人們日常的話題由剛剛發現的引力波轉向量子態通訊上面。因此，曾被愛因斯坦否定的量子力學理論成為了目前物理學界的研究焦點。現在，量子物理學界所專注的就是量子糾纏的研究。根據我的理解，量子的概率統計是量子力學理論的基礎，量子力學用於量子糾纏的研究。研究的結果表明，當年愛因斯坦對量子力學理論的態度是錯誤的。

 量子糾纏就是指兩個粒子，無論它們彼此相距有多遠，若其中的一個粒子狀態發生變化，另一個粒子狀態也隨之變化，如同是拴在一條繩上的兩個螞蚱。比如，兩個粒子的狀態只有兩種可能，分別標記為A態和B態，而且兩個粒子不同時具有同一狀態，如果測得其中的一個粒子為A 態，那麼就可以推斷出另一個粒子一定是B態。如果該粒子由A態變成B態，那麼另一個粒子便由B態變成A態。

 量子糾纏現象是在兩個相距1.28公里的粒子之間得到實驗證實的。理論上講，量子糾纏的效應可以發生在：近可在咫尺；遠可在目前相距130億光年的宇宙的兩端。愛因斯坦認為宇宙中最高速度是光速，但是，通過實驗初步估計，量子糾纏的效應傳遞的速度至少是光速的一萬倍，或許會更多。兩個相距一千光年距離的粒子相互糾纏的反應的時間可能只有幾毫秒。

 通過量子糾纏進行量子通訊需要三部分組成：量子狀態發生器（即，信息發送端）、量子通道和量子測量端（即，接收端）。剛剛由中國發射的量子通訊實驗衛星所用的量子通道是激光。舉個例子，如果將上述的量子A態和B態分別用0和1表述，在測量端測得01100101，那麼我們就會知道發送端發送的信息是10011010，這可以是一組數字通訊代碼，進入計算機系統後，這組代碼作為計算機的機器語言對計算機硬件進行操作，比如，將C寄存器和D寄存器里的數據進行“或”邏輯運算，運算的結果經系統判斷是發給某一導彈發射器，並點火攻擊目標，從而完成量子通訊，並伴有通訊的結果。由於量子通訊是在兩個糾纏粒子對之間進行，通過激光傳遞糾纏信息，如果有竊聽信息者，會被立即發現，所以信息保密性好。

 不僅用激光進行量子信息傳遞，現在有關的研究正在探索利用半導體進行量子信息傳遞，一旦成功，利用半導體進行量子信息傳遞將成為量子計算機的核心基礎。一台長、寬、高僅為1CM的量子計算機的運算速度是目前最快計算機的幾十億倍，或更高，其存儲量將覆蓋目前世界上所有計算機的存儲量的總和。

 有人認為，人腦里的信息傳遞可能就是通過量子信息傳遞來完成的，人腦就是一台量子計算機。我同意這樣的看法。不僅在人腦中有量子信息的傳遞，在生命體內，使生命能夠繼續的生物信號傳遞也是最終通過量子的耦合來完成的。幾年前，我給大家發過我的一篇文章，文章里提到生物大分子之間是通過量子耦合來進行生物信號傳遞的。這個量子耦合就涵蓋了量子糾纏現象。量子糾纏不僅發生在兩個粒子之間，還會出現在三個或更多的粒子之間，一個生物大分子的量子群和另一個生物大分子的量子群發生量子糾纏也就成為必然了。