量子纠缠本来是相干粒子的基本特性，从量子力学基本理论上看根本就不是一个问题。 比如原子中的电子就是纠缠的，根本就没有什么疑问。但由于几个原因这个问题变成了一个非常热门的课题。
第一： 历史上最伟大的科学家爱因斯坦不相信超越时空的量子纠缠。 量子力学的基本公式是薛定谔方程，可薛定谔也和爱因斯坦一样不相信他提出的波函数可以产生超越时空的量子纠缠。这种超越时空的纠缠不仅和爱因斯坦的相对论冲突，也违反了宇宙中所有的现实逻辑，它让我们理解的因果律失效，需要脑洞大开才能理解和接受。
第二：超越时空的量子纠缠实验上非常难实现。按照一般的量子原理，量子理论适用的范围是微观粒子在微观范围内的运动。所谓超越时空的量子纠缠是观测微观粒子在宏观尺度上的关联，并且要求微观粒子系统不能受到任何干扰。任何外界干扰都可能破坏粒子的相干性。所以尽管上世纪70年代就有人说试验验证了量子纠缠，可总被指出实验中有各种各样的漏洞，直到2015年才有人宣称把所有的漏洞都补上后证实了超越时空的量子纠缠。
在讨论量子纠缠之前，我们先用我们熟悉的现象说明一下什么是经典纠缠。 两个球弹性对撞后，一般会向相反方向跑走。如果我们测量其中一个球的速度，我们就会知道另外一个球的速度。这就是经典纠缠。
我们先看看为什么量子纠缠是量子理论的固有特性。
1. 假设有两个电子组成的封闭体系，每个电子都是旋转的（可以上旋，也可以下旋），而系统的总的旋转角动量是0. 按照量子理论，系统的波函数是这样的 波函数= |电子1上旋> |电子2 下旋> + |电子2上旋> |电子1 下旋>
1.1. 在这个系统中，电子1 即可能上旋，也可能下旋（相当于双缝实验中电子既可以通过上缝，也可以通过下缝）。同样电子2 即可能上旋，也可能下旋. 两个电子是不可区分的。
1.2. 系统总的旋转角动量是0。如果没有外界干扰，系统总的旋转角动量是守恒的。无论系统怎样演化，系统总的旋转角动量应该总是0。
2. 现在把这个系统的两个电子分开，比如把一个留在北京，把另外一个送到海南岛，同时保证外界对系统没有干扰。
2.1. 这时你测量一个电子的旋转状态，假如我们把留在北京的电子看成是电子1。我们知道测量会造成波函数坍塌，如果测得的电子1是上旋，系统就变成了： 波函数= |电子1上旋> |电子2 下旋>
2.2. 为了维持系统的总的旋转角动量是0，当测到电子1是上旋时，我们就知道电子2一定是下旋的。可这时电子2远在海南岛，我们也没有测量电子2呀.
2.3. 本来电子2可以是上旋，也可以是下旋。你测量电子1时，在北京的电子和在海南岛的电子2还纠缠在一起成为一个系统，结果电子2的状态也被改变了。这就是量子纠缠。
2.4. 更有意思的是： 电子2的改变是和电子1同时发生的。如果电子之间有信息传递的话，实验表明传输速度远远超过了光速（至少快4个数量级）。可我们知道根据爱因斯坦的相对论理论，世界上不应该存在超过光速的东西。
从上面的介绍，我们可以看到量子纠缠是量子理论中固有的现象。但这种超越时空的纠缠却是有点疯狂，超越了人类的固有逻辑和理性思维。量子纠缠的神奇之处就在于，相互纠缠的两个粒子是一个系统，测量其中一个粒子就破坏了整个系统，可以超越时空去影响到另一个粒子的状态，尽管二者之间不存在任何作用力、没有任何形式的信息相连，没有任何方法可以彼此沟通。这真是诡异至极啊！所以量子纠缠也超过波粒二相性成为史上最怪、最不合理、最疯狂、最荒谬的量子力学效应。至今的试验证实了超越时空的量子纠缠确实是存在的！并且现在已经开始应用在量子通信中了。
量子纠缠和经典纠缠有什么区别呢？ 既然从量子理论中可以看到纠缠是电子系统的固有的本性，难道爱因斯坦等人反对量子理论吗？爱因斯坦也承认纠缠态的粒子是存在的。但他认为量子理论中波函数的表达有问题。他认为这样写的波函数，波函数= |电子1上旋> |电子2 下旋> ， 数学上是不完备的。因为这样写等于两个电子是能孤立分开的。而分开后的电子就不应该再有超越时空的纠缠。如果把波函数改写成不可孤立分开而是相互一直有纠缠的，比如有人提出隐变量理论，把波函数写成这样： 波函数= |电子1上旋> |电子2 下旋>|电子1和2关联部分>
按照这样的波函数方式，爱因斯坦认为电子纠缠是存在的。但是纠缠发生的机制是这样的：一对纠缠态的粒子更像是一双手套。想象把一双手套分开放置于两只箱子中，然后一只箱子交给你保管，另一只箱子则放置于南极洲，在你开箱以前就知道箱子里要么放着左手套要么放着右手套，两个箱子的手套是配对的。然后你打开箱子，如果看见左手的手套，在这瞬间，就算没人看过南极洲的箱子，你也能够知道那里装的是右手的手套。这一点也不神秘，你打开箱子，显然不会影响到另一只箱子里的手套。你身边的这只箱子装着左手的手套，而南极洲的那只箱子则装着右手的手套，这是在当初分装时就已决定了的。
看明白了吗？爱因斯坦认为所谓的纠缠态实际上经典纠缠：电子的一切状态在它们彼此分离的时候就已经决定了。这就是所谓的决定论。我们现在总结一下爱因斯坦和波尔争论的焦点： 首先大家都承认有量子纠缠存在。 两个人的根本差别在纠缠是怎么产生的（还是量子解释问题）。
爱因斯坦不相信有远距离超越时空的鬼魅般的电子关联，而认为粒子在被观测前就已经决定了状态。
波尔代表的哥本哈根学派认为在观测以前两个电子是一个关联的整体，在观测之前根本无法区分两个电子。所谓的一个电子在北京，另外一个电子在海南本身就有问题，只有观测后我们才能那样说。由于整体系统是互相关联的，所以纠缠中不存在信号传递问题，不需要事先决定。
现在就存在一个挑战：我们怎样才能验证他们谁对谁错呢？ 当然是靠物理实验！ 问题是他们讨论的是波函数，而波函数不是可观测量。而能观测的纠缠结果，两个人都是承认的。 所以这个争论持续了很多年也没有答案。
3. 1964年约翰·贝尔研究了爱因斯坦的思想，根据爱因斯坦的理论做出了一个可试验验证的预言:如果爱因斯坦的理论成立实验结果会是什么样的。1967年约翰-克劳泽读了贝尔的论文后就决定把这个实验当作自己的博士论文题目，试图想推翻量子力学理论，证明爱因斯坦是正确的（因为爱因斯坦的观点符合我们的经验法则）。经过多年反复重复和改进自己的实验，他得到的结论是：“我再次为自己没能推翻量子力学而感到难过，因为无论是在当时还是现在，要我理解量子力学都是很困难的。”
4. 几点结论：
4.1. 量子纠缠，是量子力学里最古怪的东西。即使脑洞大开我们可能还是很难领会它，我们只能说，世界就是如此运作的，接受这个结果吧。
4.2. 量子力学是非定域的，这在物理界基本上是公认的结论。至于这结论背后是不是真的隐藏着超光速，人们仍然不能确定，尽管它表面上看起来似乎是一种类似的效应。量子力学非定域性的认可，并不等于相对论被推翻，相反，相对论和量子论两者至今仍然是我们所能依赖的最可靠的理论基石。
4.3. 量子纠缠确实挑战了我们传统理解的因果关系。通常我们认为有因果关联的两个事件A，B一定有时间顺序。原因A事件一定要发生在结果B之后。而在量子过程中，我们看到事件不会按照这样的确定顺序发生，A可以有时在B后面，或者A，B同时发生。这种反直觉的现象被称为“因果不可分离性”（causal nonseparability）。哥本哈根学派认为微观量子体系中在被观测记录之前本来就没有什么事件A或者B，没有确定的过去或未来，所以也就没有传统的因果律的问题。
5. 讨论：
5.1. 至今的量子理论和实验都证实了哥本哈根派的理论：在观测之前我们无法讨论量子体系的宏观物性，比如电子的位置（空间），时间。或者说如果没有观测我们不能说有实体的电子存在。
5.2. 两个电子，两个光子可以发生量子纠缠，两个人呢？ 如果两个人脑里的神经元可以纠缠的话，是不是就是所谓的心灵运输（Teleportation），心灵感应（Telepathy）？
联系客服
