量子糾纏 | EntangleTech 量子教育平台

# 量子糾纏在量子力學的奇妙世界中，量子糾纏（Quantum entanglement）現象無疑是其中最令人著迷的秘密之一。這個名詞，常見於科幻電影和 YouTube 影片上，像是

量子糾纏是被物理學家通過多次實驗證實的現象。為了讓這概念變得更加親切和易於理解，讓我們，沒錯，用量子燈泡來探究量子糾纏的神秘之處。 ## 超越空間的連接：量子糾纏想像你手上有兩個量子燈泡，我們稱它們為 A 和 B，這兩個燈泡非常特別，它們存在著一種**糾纏**的關係。將 A 燈泡留在手中，B 燈泡則小心地送到遙遠的仙女座星系

互相糾纏的量子燈泡小心地放在地球與隔壁星系上，現在的狀態是未觀測前，因此兩個燈泡處於疊加態

即使相距 250 萬光年，當你張開眼睛看 A 燈泡並發現它呈現「亮」的狀態時， B 燈泡會狀態瞬間呈現「暗」

地球上的你對 A 燈泡做觀測，看到 A 燈泡是亮，位於光年之外的 B 燈泡瞬間從疊加態變成暗，幾乎是同時

你重新再做一次實驗，這次張開眼睛，看到 A 燈泡這次呈現「暗」的狀態，此時 B 燈泡瞬間呈現「亮」，這就是量子糾纏。無論這兩個燈泡相距多遠，A 燈泡的狀態將瞬間決定 B 的狀態，反之亦然，就像是這兩個燈泡之間存在一條看不見的連線，一端的變化立刻反映到另一端。

重新再做實驗，這次看到 A 燈泡是暗，位於光年之外的 B 燈泡瞬間從疊加態變成亮

>注意：這裡為了幫助新手理解何謂糾纏，因此以「眼睛看到」比喻「觀測」 ## 量子糾纏的未解之謎儘管量子糾纏已通過貝爾實驗等實驗證實（有興趣可以參考 2022 諾貝爾物理獎），我們能夠用數學很好地描述它的行為，但關於量子糾纏的本質，還有許多問題令人困惑。比如，A 燈泡是如何瞬間影響到光年之外的 B 燈泡？ ## 量子糾纏與量子電腦量子糾纏是不是量子電腦的必備性質，目前仍是個大哉問，但有了這性質，我們可以把兩個以上的量子燈泡聯繫起來，讓我們可以控制一個燈泡就能同時影響到其他燈泡的狀態，達到「平行運算」，從而可以處理大量數據和複雜的問題。 ## 新手容易對糾纏常見誤解 - **糾纏狀態不僅限於對立狀態**：通常為了解釋方便，我們會用對立的狀態來描述糾纏，比如一個亮另一個就暗。但實際上，糾纏可以不限於此，一個燈泡是亮，另一個燈泡就亮，一個暗另一個就暗，也是其中一種

- 理論上，即便物體相隔幾億光年，量子糾纏都能作用，但實際上，量子糾纏很脆弱，必須是在嚴格控制的環境下才能保有糾纏性質。 - **糾纏可以涉及多個物體**：雖然簡單的糾纏案例涉及兩個物體，實際上三個、四個乃至更多物體都可以形成糾纏態 - **糾纏與超光速傳遞**：聽起來量子糾纏違背物理中物體速度的上限-光速。依照目前我們對糾纏的理解，儘管兩個物體之間狀態改變幾乎是瞬間，但兩個物體之間沒有訊息或物質在傳遞，因此不違法相對論的限制 - **糾纏與訊息傳遞**：同上，因為中間沒有實際的訊息被傳遞，因此沒辦法幫我們傳遞有用的訊息，也就沒辦法用於超光速通訊 ## 延伸閱讀 - **[貝爾不等式與 EPR 悖論](https://www.youtube.com/watch?v=DChflCeVYHA)**：2022 年諾貝爾物理學獎科普介紹。 - **[俗說量子：量子糾纏](https://www.youtube.com/watch?v=BaRYl3xXh_g)** - **[俗說量子：量子糾纏為何不能超光速通訊](https://www.youtube.com/watch?v=q1NNlUapCF8)** - **[量子糾纏與量子電腦](https://www.youtube.com/watch?v=BzyOoo4AOxs)**

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