在恒星格利澤667Cc上的日落（藝術渲染圖）。（? ESO/L.Calcada）
早前，在霍金的第二條微博中提到的突破攝星是一個野心勃勃的計劃。他們打算將人類制造的飛船首次送往另一個恒星系統(tǒng)。雖然一個巨大的激光陣可以發(fā)射一個質量很小，只有微芯片的大小的飛船以~20%的光速前往另一個恒星，但是這么一個低功率的設備要如何穿越廣袤的星際空間與我們通訊還毫無頭緒。那么問題來了，有沒有可能通過量子糾纏來實現(xiàn)星際間的通訊？
這是一個很值得深究的問題。我們先來做一個簡單的實驗了解一下什么是糾纏。
兩枚硬幣：一枚顯示正面，一枚顯示反面。（? United States Mint）
想象一下你有兩枚硬幣，每枚都有正面和反面?，F(xiàn)在，你有一枚，我有一枚，我們之間相隔非常的遙遠。我們一起把硬幣扔向空中，然后把它們拍在桌子上。在我們看結果之前，我們預期我們兩都會有50/50的概率看到“正面”，以及50/50的概率看到“反面”。在一個正常、非糾纏的宇宙，你看到的結果和我看到的結果是完全相互獨立的：如果你得到了“正面”，我得到“正面”或“反面”的概率都是50/50。但是在某些情況下，這些結果可以是糾纏的，意思是說如果我們同樣做這個實驗，當你得到“正面”的結果的時候，在我告訴你我的結果之前你就可以100%的確定我的硬幣顯示的肯定是“反面”。即使我們之間相隔光年之遠，你也可以立即我的結果。
這個系統(tǒng)擁有兩個物體，它們分別為方形和圓形。這兩個物體可以有四種組合態(tài)（圓，圓），（圓、方），（方，圓），（方，方）。這個圖顯示了經典情況下兩個物體相互獨立，知道了其中一個物體的態(tài)對另一個態(tài)的信息完全沒幫助。如果第一個物體是方的，我們對第二個物體的形狀還是不確定。（? Olena Shmahalo）
在量子物理中，糾纏通常發(fā)生在粒子之間，像電子和光子。舉個例子，每個光子可以擁有自旋+1或-1。如果你測量了其中一個光子的自旋，你就可以立即得到另一個的自旋，即使它們相隔半個宇宙長度那么遠。在測量其中一個光子的自旋之前，它們都停留在不確定性態(tài)，一旦對其中一個粒子的自旋進行了測量，就會同時知道兩個的。相關的實驗已經在地球上實現(xiàn)了，物理學家將兩個糾纏的光子相隔數(shù)英里，他們發(fā)現(xiàn)如果測量得到其中一個自旋為+1，那么我們立即就會知道另一個為-1。實驗結果顯示這比光速通訊快至少1萬倍。
這是糾纏系統(tǒng)的情況，知道了一個態(tài)就能立即獲取另一個的信息。知道第一個物體是圓，我們就知道第二個也是圓的。知道了一個物體的形狀就可以確定的知道另一個。（? Olena Shmahalo）
現(xiàn)在我們就回到最初的問題上，是否能夠利用量子糾纏的技術實現(xiàn)跟遙遠恒星之間的通訊？當我們說通訊的時候，通常是指我們想知道目的地的一些情況。舉個例子，你可以讓一個糾纏粒子保持不確定性狀態(tài)，然后把它放置在飛船內送往鄰近的恒星。它的任務是尋找該恒星系統(tǒng)內宜居區(qū)域內是否存在著巖石行星的跡象。如果發(fā)現(xiàn)巖石星系，就迫使粒子為+1態(tài)，如果沒找到，就迫使粒子處于-1態(tài)。
從一個預先存在的系統(tǒng)中制造兩個糾纏的光子，并把它們分開很遠的一段距離，知道其中一個光子的狀態(tài)就能立即知道另一個的。（? Melissa Meister）
所以，當你對地球上的粒子進行測量時要么得到-1態(tài)表明飛船找到一個巖石行星，如果是+1態(tài)就表示沒有找到。一旦你知道遠處的粒子已經被測量了，你就可以進行測量并立即知道遠處粒子的態(tài)，即使是許多光年外。
通過雙縫的電子波形，一旦測量到電子通過了哪個狹縫，就破壞了量子干涉形狀。（? Dr. Tonomura and Belsazar）
這看起來是個絕妙地想法，但是這里有一個問題：只有當你問一個粒子處于什么態(tài)時糾纏才能運作。如果你迫使一個糾纏粒子處于一個特定的態(tài)，你就打破了糾纏，那么你在地球上的測量就完全與在遙遠恒星上的測量無關。如果你只是簡單地測量遙遠粒子的自旋為+1或-1，那么你在地球上的測量就會是-1或+1，你就獲得了在光年外粒子的信息。但是通過迫使遠處的粒子為+1或-1，這就意味著不管是什么結果，你在地球上得到+1或-1的概率都是 50/50。
量子抹除器的實驗裝置，兩個糾纏粒子被分開并測量。（? Wikimedia Commons）
這是量子力學最令人困惑的地方。當你知道一個系統(tǒng)的全態(tài)并對其中一個部分進行測量的時候，糾纏可以用來獲取一個另一個部分的信息，但不是從一個糾纏系統(tǒng)的一部分制造和發(fā)射信息到另一個部分。雖然這個想法非常耐人尋味，但是超光速通訊還不能夠糾纏實現(xiàn)。
量子糾纏的性質在很多方面都有著無限的前景，比如量子計算機。但是超光速通訊？要理解為什么這不可能需要我們理解量子力學的一個主要性質：迫使一個糾纏系統(tǒng)的一部分成為一個特定態(tài)或另一個態(tài)不允許你獲得其它部分的信息。正如玻爾所說：
“如果誰不為量子理論而感到困惑，那他就是沒有理解量子理論?！?/span>
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