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量子纠缠

量子纠缠是量子粒子之间的一种关联,系统的量子态不能被描述为单个粒子态的乘积,创造出不受距离影响的非经典关联。

这是什么意思

纠缠发生在系统的量子态无法分解为单个量子比特态时。贝尔定理证明这些关联是真正的量子现象。是量子计算加速、隐形传态、量子密码的关键资源。

生活类比

像分装在不同盒子里的手套对。
像量子舞伴。

常见误解

  • 纠缠不允许超光速通信。
  • 纠缠不意味着粒子互相影响。

要点总结

  • 纠缠态不能写成单个量子比特态的乘积。
  • 贝尔定理证明超越局域隐变量。
  • 计算加速和密码的关键资源。

检验你的理解

以下哪个是纠缠态?

  1. A.|00⟩
  2. B.|+⟩|0⟩
  3. C.(|00⟩+|11⟩)/√2
  4. D.|0⟩|1⟩
查看答案

答案: C. (|00⟩+|11⟩)/√2

原因: (|00⟩+|11⟩)/√2不能写成乘积态,是纠缠态。

先修概念

一次文献: Einstein, Podolsky & Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935), doi:10.1103/PhysRev.47.777

Term per Schroedinger, Naturwissenschaften 23, 807 (1935); nonlocal correlations per Bell 1964.

动手实践学习

这个概念是 46 级课程的一部分,配有交互式模拟器和 Lumen 导师——每个回答在展示前都经过验证。第 1–5 级免费。