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量子纠缠可以实现超光速的信息传递吗?

根据量子力学,两个纠缠的粒子,其中一个被观测后坍缩,另一个也立刻坍缩。那么,设计以下关于量子纠缠实验:有两个纠缠的粒子,一个放于地球,另一个放于火星上。

提前约定:一旦量子坍缩即采取某项行动。假如我们使地球上的粒子坍缩。那么,火星上的人发现粒子坍缩了,即立刻采取行动。用常规的方法从地球向火星发射一个行动指令,这个信息传到火星要至少5分钟,但利用量子纠缠的方法却提前行动了。

换句话说,信息的传递已经超越了光速,对吗?

量子纠缠可以实现超光速的信息传递吗?

不对。因为火星上的人无法通过观测得到叠加态是否坍缩的结论。

为便于叙述,我们将两人称为地球人和火星人。

首先,火星人无法通过单次的观测判断叠加态是否坍缩。例如,假设每个粒子有a、b两态,如果我们制备了形如:量子纠缠可以实现超光速的信息传递吗?的叠加态。当火星人观测他所带的粒子时,发现粒子处于a态,他是无法判断粒子是因为自己的观测而坍缩到a态,还是地球人的观测使得自己的粒子已经坍缩到a态。

如果想要判断出自己的粒子是否还处在叠加态,火星人需要制备出大量的处于相同态的粒子分别观测,再统计所有观测结果进行判断。这看似提出一种判断粒子是否处于叠加态的方式,但不可克隆定理(No-cloning theorem)告诉我们是不能随意复制未知状态的量子态的,因此这种方式实际上也是不可实行的。

量子纠缠可以实现超光速的信息传递吗?

量子纠缠揭示了量子力学违背了定域性原理,即某处的粒子会以超光速的方式影响远处的物体。也因此量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。

但是,量子力学并不违背因果论,我们仍然不能超光速地传递信息。正因为如此,量子力学在经历一次次质疑后仍然能够维持其相对真理的地位。

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