2、量子纠缠：从概念到应用的探索

量子纠缠：从概念到应用的探索

1. 引言

现代量子力学自发现以来，便展现出诸多违反直觉的特性。著名的尼尔斯·玻尔与阿尔伯特·爱因斯坦的对话就充分体现了这一点。爱因斯坦起初认为量子力学存在内在矛盾，后来则主张其并不完备。在他与波多尔斯基、罗森共同撰写的论文中，探讨了由两个粒子组成的量子系统。在这个系统里，单个粒子的位置和动量都不明确，但它们的位置之和（即质心）以及动量之差（即质心系中的单个动量）却能被精确确定。这意味着对粒子 1 进行位置或动量的测量，能立即确定粒子 2 相应的位置或动量，且无需与粒子 2 发生相互作用。爱因斯坦等人假定这两个粒子可被任意分开，认为对粒子 1 的测量不会对粒子 2 产生实际影响，从而得出量子系统的位置和动量可以同时被精确确定的结论。

玻尔则反驳称，在 EPR 案例中，这两个粒子始终是一个量子系统的组成部分。对其中一个粒子的测量会改变对整个系统以及另一个粒子的预测，这通常被解读为量子力学具有非局域性特征，但这并非唯一的解释。

长期以来，EPR - 玻尔的讨论被视为纯粹的哲学探讨。直到 1952 年，大卫·玻姆引入了自旋纠缠系统，1964 年约翰·贝尔证明了在测量相关量时，这种纠缠系统在量子力学中的预测与假设系统属性在观测前就已存在且独立于观测的情况有所不同。尽管目前已有大量实验证实了量子力学的预测，但从严格的逻辑角度来看，问题尚未完全解决，因为现有实验存在一些漏洞，使得维持局域实在论的世界观在逻辑上仍有可能。

近年来，由于技术和实验的巨大进步、多粒子情况下非经典特性的发现以及量子信息物理学的发展，量子纠缠成为了量子物理学研究的新焦点。

2. 量子编码

数字编码方案通常用于对单个问题的“是/