“相隔千萬光年的兩個量子，一個狀態(tài)改變，另一個能瞬間同步變化”，量子糾纏的“超距作用”，曾讓愛因斯坦質(zhì)疑其為“幽靈般的超距作用”，卻被近百年的實(shí)驗(yàn)反復(fù)證實(shí)。

2015年荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)更測算出，其作用速度至少是光速的10000倍，徹底突破經(jīng)典物理的“光速限制”認(rèn)知。但這一現(xiàn)象并非無跡可尋，量子糾纏的產(chǎn)生，本質(zhì)是量子世界“疊加態(tài)”與“整體性”的必然結(jié)果，而非經(jīng)典物理中“信號傳遞”的邏輯。

理解量子糾纏的第一步，是弄清楚一個關(guān)鍵事實(shí)：量子糾纏的超光速，不傳遞任何信息或能量，因此完全不違背愛因斯坦相對論中“任何攜帶信息的物質(zhì)無法超光速”的核心規(guī)則。

在經(jīng)典世界中，物體間的相互影響需要“中間介質(zhì)傳遞信號”，比如光從太陽傳到地球需要8分鐘，聲音在空氣中傳播有固定速度，這個過程必然受光速限制。但量子糾纏截然不同：處于糾纏態(tài)的兩個量子，更像“一個不可分割的整體”，它們的狀態(tài)不是各自獨(dú)立的，而是共享同一個量子狀態(tài)。當(dāng)我們測量其中一個量子時，本質(zhì)是“打破了這個整體的疊加態(tài)”，另一個量子的狀態(tài)會瞬間確定，這個過程沒有“信號從A傳到B”，更像是“看到一雙手套是左手套，就知道另一只是右手套”，不存在“傳遞”的耗時。

量子糾纏的產(chǎn)生，離不開量子世界的兩個核心特性：量子疊加態(tài)與量子整體性，這是它區(qū)別于經(jīng)典物體的關(guān)鍵。

首先是“量子疊加態(tài)”：在未被測量前，量子的狀態(tài)是“多種可能的疊加”。比如一個光子的偏振方向，可以同時是“水平”和“垂直”的疊加；一個電子的自旋狀態(tài)，能同時處于“上旋”和“下旋”的疊加，這種“同時存在多種狀態(tài)”的特性，是經(jīng)典物體完全不具備的。

而當(dāng)兩個量子通過特定方式相互作用后，它們會失去“個體性”，進(jìn)入“共享的疊加態(tài)”，此時我們無法單獨(dú)描述其中一個量子的狀態(tài)，只能描述兩個量子組成的“整體狀態(tài)”，這就是量子的“整體性”。舉個例子：兩個糾纏的電子，它們的自旋狀態(tài)必然是“一個上旋、一個下旋”的疊加，在測量前，我們不知道哪個是上旋；但只要測量其中一個（比如發(fā)現(xiàn)A是上旋），整體疊加態(tài)會瞬間“坍縮”，另一個會立刻確定為下旋，無論兩者相距多遠(yuǎn)。

簡單說，量子糾纏不是“兩個獨(dú)立量子的遠(yuǎn)程通訊”，而是“兩個量子本就是一個整體，測量只是揭示了整體的狀態(tài)”，這種“整體性”，正是糾纏產(chǎn)生的根本原因。

為何速度超光速10000倍？本質(zhì)是“非局域性”。

2015年的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家將兩個糾纏光子分別發(fā)送到相距1.3公里的兩個實(shí)驗(yàn)室，測量發(fā)現(xiàn)：當(dāng)其中一個光子的狀態(tài)被確定時，另一個光子的狀態(tài)變化時間小于10的負(fù)7次方秒也就是0.1微秒。按此計(jì)算，其作用速度至少是光速的10000倍，且實(shí)驗(yàn)排除了“光速內(nèi)信號傳遞”的可能。

這種“超光速”的本質(zhì)，是量子世界的“非局域性”，量子狀態(tài)的變化不依賴空間距離，不受“局域性原理”的限制。但需強(qiáng)調(diào)：這種“非局域性”無法用于超光速通訊，因?yàn)闇y量糾纏量子的結(jié)果是隨機(jī)的，我們無法通過改變一個量子的狀態(tài)，來“傳遞特定信息”給另一個量子。