2、量子纠缠：信息科学中的关键概念

量子纠缠：信息科学中的关键概念

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，这在尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）和阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）的著名对话中体现得淋漓尽致。爱因斯坦起初认为量子力学存在内在矛盾，后来则致力于证明其不完备性。他与波多尔斯基（Podolsky）和罗森（Rosen）共同提出的EPR佯谬指出，对于由两个粒子组成的量子系统，若测量其中一个粒子的位置或动量，能瞬间确定另一个粒子相应的精确值，且无需与该粒子发生相互作用。他们假定两个粒子可相隔任意距离，测量一个粒子不应影响另一个粒子（局域性条件），进而认为量子系统的位置和动量可同时具有明确的定义。

玻尔则反驳称，EPR情形中的两个粒子始终是一个量子系统的一部分，对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，但这并非唯一的解释。

长期以来，EPR - 玻尔的讨论被视为纯哲学层面的探讨。直到1952年，大卫·玻姆（David Bohm）引入了自旋纠缠系统；1964年，约翰·贝尔（John Bell）表明，在测量相关物理量时，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。尽管目前众多实验已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，使得坚持局域实在论的世界观在逻辑上仍有可能。

近年来，由于以下几个因素，纠缠成为量子物理学的新焦点：
- 巨大的技术和实验进展；
- 多粒子情形下发现了新的非经典特性；
- 量子信息物理学的发展，该领域高度依赖多粒子纠缠系统。

2. 量子编码 <