量子纠缠如何实现通信？ _量子纠缠

一百年前量子革命，国人正在革自己的命，基本没挨上边；五十年前量子力学结出硕果计算机，中国正在革列强的命，基本没得空闲；如今，量子理论步履蹒跚难得寸进，中国终于如火如荼搞起了量子通信！
量子纠缠起源复习一下量子力学的八卦往事。当年薛定谔为德布罗意凑了个波动方程，提出粒子随机出现在各位置上，以玻尔为代表的“哥本哈根学派”觉着很有创意，于是大旗一挥：上帝在掷骰子，世界是随机。以爱因斯坦为代表的“经典物理学派”觉着，小薛步子太大，扯到蛋了，没本事发现隐藏变量，非说上帝在掷骰子，于是振臂一呼：上帝不掷骰子！
既然物理学家喜欢摇骰子，咱继续拿骰子做比喻。骰子落定之后，点数便确定了，如果现在开，是大，那么以后开，也还是大，无论什么时候开，大就是大。虽然摇骰子的变量非常复杂，但如果把所有变量都确定，比如碰撞角度、骰子弹性、空气阻力、月球引力、地球自转、分子振动……理论上可以预测骰子点数。这就是普罗大众的认知，也是经典物理学派的主张。
哥本哈根学派的意思是，骰子落定之后，点数仍不确定，现在开是大，待会开就可能是小，不同时间开，大小不一样，所以没开之前就叫“叠加态”，点数是随机的，开大开小的概率按照小薛波动方程计算。把“骰子大小”换成“猫的生死”，就变成了大名鼎鼎的“薛定谔的猫” 。

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前文说过，所谓衰变就是原子核的分裂，原子核之所以分裂，是因为组成原子核的粒子随机出现在不同位置上。比如，原子核由A和B两个粒子构成，AB同时出现就代表原子核没分裂，AB出现在不同地方就代表原子核分裂，发生了衰变。
如果原子核衰变就触动开关打破毒药，弄死猫；如果原子核不衰变，猫就没事。因为衰变是叠加态，延伸到宏观世界就把猫的生死也描述成了叠加态。
薛定谔的猫还原回物理表述就是：如果只有一个放射性原子，它是否发生了衰变？
哥本哈根学派认为粒子的行为是随机的，所以衰变也是随机的。但是，几百年的牛爷理论认为，事物都是在规则支配下精密运行的，随机论让人无法接受，就好比勤勤恳恳的学生突然发现考试“及格”和“不及格”是随机的。
爱因斯坦觉得分分钟就能终结这个话题，于是提出了量子纠缠：假设有2个处于纠缠态的骰子，分别在不同的地方摇，如果两边都不开，那么骰子就处于大和小的叠加态，即点数是随机的，一旦其中一个开出的结果是大，那么另一个就算还没开，也会瞬间变成小。也就是说，观察其中一个骰子，会决定另一个骰子的大小，这种瞬间的信息传递不符合相对论。爱因斯坦呵呵道：你们总不至于认为世界会这么荒唐吧？
好在那个年代的物理学已经习惯荒腔走板，再出什么奇葩，大家至少不会惊掉下巴。量子纠缠原本是爱因斯坦为经典派请来的打手，结果却帮着哥本哈根派把经典派揍得鼻青脸肿。薛定谔的猫一路高歌猛进，最终形成了量子信息论！喜欢专业术语的同学，可以搜索关键词，咱就不显摆这些半懂不懂的冷僻知识了：薛定谔的猫->EPR佯谬->隐变量理论->贝尔不等式->GHZ定理->Mermin->Cabello定理->量子信息论。
2000年开始量子信息理论形成独立的学科，标志着量子纠缠开始走向应用。
量子纠缠机理一个字：瞎。
这就好像古人学会燧木取火时，完全不知道燃烧的化学反应式。
量子通信虽然观察到了量子纠缠这种“心有灵犀”的关联，但对于本质机理的两眼一抹黑，应用肯定是浅层的。其中，量子通信相对靠谱一点点，不过也就是一点点而已。
本僧就以“墨子号”为例，不负责任的胡扯一通。

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用于通信的纠缠粒子通常是光子，光子比实物粒子更方便传播，电子在大气层里不可能乖乖跑出很远。
首先在卫星上制造一对纠缠光子，未测量前，谁也不知道两个纠缠光子谁是1谁是0 。我们称之为“未翻牌状态”，就好比骰子在打开之前，点数并不确定，处于大和小的叠加态。
然后把这对光子分别发送给两个地面接收站。
未翻牌的光子很敏感，只要被观察或测量，一言不合就翻牌。如果敌方监听了这个光子，那就等于翻了牌，另一个光子就会自动翻牌，同时接收方就接收不到光子，这对纠缠光子传送失败，属于无效信息。