12、量子纠缠：从袜子到网络的奇妙之旅

量子纠缠：从袜子到网络的奇妙之旅

1. 贝尔曼的袜子：隐藏变量的形象比喻

约翰·贝尔有一位名叫格哈德·贝尔曼的同事，他总是一只脚穿红色袜子，另一只脚穿绿色袜子。贝尔以此为道具，在1981年写了一篇著名的论文《贝尔曼的袜子与现实的本质》。

假设你看到贝尔曼从走廊拐角走来，先看到他的左脚穿着红色袜子，你就能立刻推断出他的右脚袜子是绿色的。贝尔曼早上穿袜子时，有一半的时间是左脚红、右脚绿，另一半时间则相反。这与量子理论的预测不同，因为一旦贝尔曼做出选择，袜子颜色就固定了，他就像是隐藏变量理论的代表。如果在他的更衣室里装一个间谍摄像头，你就能知道他上班时袜子的颜色组合。

2. 克劳泽的实验：挑战爱因斯坦

1972年，约翰·克劳泽是加州大学伯克利分校的博士后研究员，斯图尔特·弗里德曼是那里的研究生。克劳泽读了贝尔的论文后，决定对其预测进行测试。

实验装置中，纠缠光子源产生许多形如 (|\text{H} \text{Alice}\rangle|\text{V} \text{Bob}\rangle \pm |\text{V} \text{Alice}\rangle|\text{H} \text{Bob}\rangle) 的纠缠光子对，每秒约有100对被爱丽丝（A）和鲍勃（B）的探测器计数。偏振分析仪a和b可以设置为任意偏振角度。

克劳泽原本期望通过实验排除量子理论，支持爱因斯坦的理论从而获得诺贝尔奖。但实验数据显示，贝尔测试算法得出的数字总是显著大于2，这意味着爱因斯坦错了。虽然克劳泽没有获得诺贝尔奖，但他在2010年因这项工作获得了沃尔夫物理学奖。

1976年，克劳