讓人想不透的量子「超距作用」

在酒泉衛星發射中心，星罩組合體在轉運至發射塔架2016年8月5日攝。新華

　　量子是物理世界裡事物的最小份額。量子論作出的許多預測都得到了驗證，沒有量子論，就理解不了半導體材料的原理，造不出微小的晶體管，不會有集成電路，也就不會有電腦、手機和網路。不過，量子世界的某些根本問題，仍是物理學家共同的困擾。其中最要緊的一個，就是令愛因斯坦糾結多年、今天大家還在糾結的「超距作用」，它正是量子通信的基礎，也是量子科學實驗衛星要檢驗的問題，其正式稱謂是「糾纏」。

　　兩個處於糾纏中的粒子，彼此間存在一種神秘關聯，即使相隔整個宇宙，只要糾纏不被打破，這種關聯就存在著。量子糾纏那神秘的超距作用，讓許多最優秀的人類頭腦深感困擾。

　　量子糾纏則意味著，要麼量子論存在漏洞，要麼定域性原則可以違反。而以愛因斯坦為代表的部分物理學家則對超距作用的存在持懷疑態度，只認為量子理論是「不完備」的，糾纏的粒子之間存在著某種人類還沒觀察到的相互作用或信息傳遞，也就是「隱變數」。

　　量子科學實驗衛星可以把實驗距離擴大到前所未有的程度，有希望得出更加可信的結果。當然，將來如果能把實驗的另一端設在月球甚至火星上，就更理想了。

　　量子科學實驗衛星的另一個任務是進行量子通信實驗，這是量子糾纏應用領域中比較接近現實的一個。它的要點是特別安全，傳統竊聽手段原則上對量子通信沒有用。量子糾纏「不可攔截」鑰匙的做法是並不刻意防止別人竊取鑰匙，而是一旦有人這麼干，通信雙方必然能察覺。如果有人中途攔截光子，其觀察行為會破壞糾纏狀態，讓鑰匙作廢。

　　量子糾纏還有一個更了不起、但也更遙遠的應用領域：量子計算。傳統計算機離它的理論極限似乎已經不遠，其中既有物理學導致的硬體局限，也有演算法方面的軟體局限。

　　對一些運算量特別巨大的問題，傳統計算機需要消耗的時間長到人類等待不起，甚至宇宙都等不起，目前看來量子計算機是唯一可能的出路，它會比傳統計算機快億萬倍。（新華）

　　（新華 新華）

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