上百年前,我们人类开始了工业时代,一直到今天,我们取得了非常了不起的成就。然而,与整个科学相比,我们今天所取得的成就也不过是冰山一角罢了,还有许多隐秘等待着我们去探索,量子纠缠就是其中的一个隐秘。

为什么科学家会发现量子纠缠?

最开始,人类的科学研究主要针对各种宏观方面,即我们能够用肉眼观察到的世界。但是很快我们发现,如果只是研究这些宏观层面的事物,我们根本无法对于这个世界有完整的认知

举个很简单的例子,我们知道在普通的大气压下,一百度左右的温度能够让水烧开,但是沸腾的水到底呈现出什么状态?为什么烧一段时间就会烧干?这就牵扯到微观层面的事物。

对于整个微观世界来说,其运行的规则与宏观世界存在着许多不同

。一开始,许多人都认为,既然宏观世界是由大量微观组成的,那么这两个世界的物理规则应该通用。但是后来我们发现,

这两个世界分别有着不同的物理规则

,如果用其中一个世界的物理定律去套用到另一个物理世界,得到的结果往往是存在误差甚至是错误的。

这种物理规则不适用的情况导致了一种特殊现象,那就是我们构建的宏观世界规则并不完善,许多经典理论在微观世界根本不适用。于是,二十世纪初,科学家们创建了量子力学,这也是今天科学家正在不断攻克的学科之一。

什么是量子力学?

大家在看各种电影作品的时候经常听到这个名词,但是绝大多数人对于量子力学了解并不多。原来,量子力学就是一种特殊的物理学,只不过其研究的对象都是原子级别或是亚原子级别的粒子。在这门学问之中,最为出名的现象无疑是量子纠缠。

量子纠缠十分奇怪,如果两个量子分别处于某种纠缠状态,那么不管二者之间距离多远,都会产生一种关联状态,如果其中一个量子发生了改变,则另一个量子的状态也会随之发生改变,而且二者的改变往往同时同步进行。用通俗的话来说,就是这两个量子之间存在着心灵感应,能够得知对方的想法而做出改变。

通过对于量子纠缠了解的增加,人类已经发明出各种高科技,如量子通信等等。根据定义,量子纠缠如果能够完全应用在通信中,则可以让通信双方随时随地地进行通信,并且这种通信并不存在任何空间和时间上的限制,即延迟几乎为零,相当于两个人面对面交流。

想必许多人会表示,我们今天的电话和网络通讯技术也能做到这一点。实际上,这两个技术的本质是一样的,先将信号转发给卫星等第三方,而后再由第三方转接到对方手机上,其中仍然存在着一定的延迟,只不过网络较好的地方延迟较低我们很难感知罢了。而对于许多精细领域来说,这种延迟是非常要命的事情,因此开发量子通信非常有必要。