在經(jīng)典物理世界里，光速是不可逾越的“速度天花板”，無(wú)論是火箭升空還是信號(hào)傳輸，都無(wú)法突破每秒30萬(wàn)公里的極限。

但在量子世界中，一種名為“量子糾纏”的現(xiàn)象，卻像一把鑰匙，打開(kāi)了顛覆人類認(rèn)知的大門：兩個(gè)糾纏的量子，無(wú)論相隔多遠(yuǎn)，只要一個(gè)狀態(tài)發(fā)生改變，另一個(gè)會(huì)瞬間做出響應(yīng)，這種“超光速”的關(guān)聯(lián)，曾讓愛(ài)因斯坦直呼“幽靈般的超距作用”。

要理解量子糾纏，得先跳出宏觀思維。

在經(jīng)典世界里，一個(gè)物體的狀態(tài)是確定的，比如一枚硬幣，落地后要么是正面，要么是反面。但在量子世界，微觀粒子的狀態(tài)是“疊加”的：在未被觀測(cè)前，一個(gè)電子的自旋狀態(tài)可以同時(shí)是“上”和“下”，就像硬幣同時(shí)處于正面和反面的疊加態(tài)，直到觀測(cè)的瞬間，疊加態(tài)才會(huì)“坍縮”成一個(gè)確定狀態(tài)。

量子糾纏，就是讓兩個(gè)微觀粒子形成“命運(yùn)共同體”。當(dāng)兩個(gè)粒子通過(guò)特定方式糾纏后，它們的疊加態(tài)會(huì)綁定在一起，若將它們比作一對(duì)“量子硬幣”，未觀測(cè)時(shí)，兩者都處于“正+反”的疊加態(tài)；一旦觀測(cè)其中一個(gè)，發(fā)現(xiàn)它是“正面”，另一個(gè)無(wú)論相隔1米還是1光年，都會(huì)瞬間坍縮成“反面”，且這個(gè)過(guò)程沒(méi)有任何時(shí)間延遲。

這種“瞬間響應(yīng)”，正是“超光速”爭(zhēng)議的核心。

2015年，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的科學(xué)家做了一項(xiàng)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)：他們將兩個(gè)糾纏光子分別發(fā)送到相距1.2公里的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)一邊觀測(cè)光子狀態(tài)時(shí)，另一邊的光子幾乎同時(shí)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變化。通過(guò)精密計(jì)算，實(shí)驗(yàn)排除了“光速以內(nèi)信號(hào)傳遞”的可能，證明這種關(guān)聯(lián)的傳播速度至少是光速的1000倍。

但這里有個(gè)關(guān)鍵前提：量子糾纏不能傳遞有用信息，因此它并不違背相對(duì)論。相對(duì)論禁止的是“超光速傳遞信息”，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致“時(shí)間倒流”等邏輯悖論。

盡管無(wú)法傳遞信息，量子糾纏的“超光速特性”仍給人類帶來(lái)了革命性的技術(shù)突破。

在量子通信領(lǐng)域，利用量子糾纏的“不可克隆性”和“瞬間關(guān)聯(lián)”，科學(xué)家造出了無(wú)法被破譯的保密通信系統(tǒng)，一旦有人試圖竊取量子信號(hào)，就會(huì)破壞粒子的糾纏狀態(tài)，通信雙方會(huì)立刻察覺(jué)。

2020年，我國(guó)“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星就利用量子糾纏，實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地量子保密通信，證明了這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用性。