我们可以利用量子纠缠进行超光速通信吗？

Gliese 667 Cc上的日落。这个系外行星位于一个三合星系统中。ESO / L. Cal?ada

刘慈欣在《三体》中描绘了一种能够跨越宇宙空间进行实时通信的方式，也就是利用量子纠缠进行超距通信。在现实中，这种通信方式真的可以实现吗？

我们知道，恒定的真空光速是速度的极限。但在量子物理学中，存在着一种“纠缠态”，能够产生所谓的“超距作用”。

在我们常识中的“非纠缠”世界，如果两枚硬币被分别抛下，那么它们哪一面朝上只与概率有关，分别是50%，而且它们之间并不存在关联，也就是说它们各自哪一面朝上并不取决于对方。

但是在“纠缠态”的量子世界里，却有一种十分神奇的效应。这两枚硬币哪一面朝上，与对方哪一面朝上有关。如果我们知道了“纠缠硬币”中其中一枚是正面朝上，那么我们也就知道了另一枚必然是正面朝下。而且，这种对应关系不受距离限制。

这就是所谓的“量子纠缠效应”。硬币只是个方便的比喻，在实际的量子物理学中，处于“纠缠态”的通常是粒子——比如光子或电子。

光子的自旋状态通常可以用+1或-1这样的数值来表示。如果有一对处于“纠缠态”的光子，在我们对它进行测量之前，这对光子的自旋状态是不确定的。但一旦我们测定了其中一个的自旋状态是+1，那么就能够在瞬间获知另一个的自旋状态是-1，无论它是在隔壁房间，还是在宇宙的另一头。

所以，我们可以把这种量子效应实用化吗？

通过光束分离器的激光束。Melissa Meister

我们可以比较方便地制造出一对纠缠粒子。比如让两个全同光子通过特殊的晶体，从这样的晶体中射出后，这两个光子就有纠缠关系。

但处于纠缠态的粒子间并没有传递任何信息，而是处于一种非常奇怪的对应状态，且只有当我们对它进行“被动”“询问”时，这种对应关系才会显现。假如我们强迫其中一个粒子呈现某种状态，那么它们之间的“纠缠关系”就会中止。

假如我们把“通信”只定义为超距的测量，那么这无疑是可行的。但是在实际应用中，通信并不只是测量，而是要传输信息。加载特定的信息，就意味着要把人的“意志”“主动”强加给其中一个。而这，就意味着“纠缠关系”被中止。也就是说，无论你在地球上获得什么样的结果，都和光年以外的那个粒子无关了。

量子物理学就是这样让人费解。我们只有通过测量一对处于“纠缠态”，且整体状态已知的粒子中的一个，才能够在瞬间获知另一个的状态；而没有办法把信息人为地加载给其中一个，并发送给另一个。所以从这个意义上来说，超光速通信是不存在的。

无论多么古怪，这就是量子物理学法则。我们恐怕没有办法在和上帝玩骰子的时候作弊了。