Gliese 667 Cc上的日落。這個系外行星位于一個三合星系統(tǒng)中。ESO / L. Cal?ada
劉慈欣在《三體》中描繪了一種能夠跨越宇宙空間進(jìn)行實時通信的方式，也就是利用量子糾纏進(jìn)行超距通信。在現(xiàn)實中，這種通信方式真的可以實現(xiàn)嗎？
我們知道，恒定的真空光速是速度的極限。但在量子物理學(xué)中，存在著一種“糾纏態(tài)”，能夠產(chǎn)生所謂的“超距作用”。
在我們常識中的“非糾纏”世界，如果兩枚硬幣被分別拋下，那么它們哪一面朝上只與概率有關(guān)，分別是50%，而且它們之間并不存在關(guān)聯(lián)，也就是說它們各自哪一面朝上并不取決于對方。
但是在“糾纏態(tài)”的量子世界里，卻有一種十分神奇的效應(yīng)。這兩枚硬幣哪一面朝上，與對方哪一面朝上有關(guān)。如果我們知道了“糾纏硬幣”中其中一枚是正面朝上，那么我們也就知道了另一枚必然是正面朝下。而且，這種對應(yīng)關(guān)系不受距離限制。
這就是所謂的“量子糾纏效應(yīng)”。硬幣只是個方便的比喻，在實際的量子物理學(xué)中，處于“糾纏態(tài)”的通常是粒子——比如光子或電子。
光子的自旋狀態(tài)通?？梢杂?1或-1這樣的數(shù)值來表示。如果有一對處于“糾纏態(tài)”的光子，在我們對它進(jìn)行測量之前，這對光子的自旋狀態(tài)是不確定的。但一旦我們測定了其中一個的自旋狀態(tài)是+1，那么就能夠在瞬間獲知另一個的自旋狀態(tài)是-1，無論它是在隔壁房間，還是在宇宙的另一頭。
所以，我們可以把這種量子效應(yīng)實用化嗎？
通過光束分離器的激光束。Melissa Meister
我們可以比較方便地制造出一對糾纏粒子。比如讓兩個全同光子通過特殊的晶體，從這樣的晶體中射出后，這兩個光子就有糾纏關(guān)系。
但處于糾纏態(tài)的粒子間并沒有傳遞任何信息，而是處于一種非常奇怪的對應(yīng)狀態(tài)，且只有當(dāng)我們對它進(jìn)行“被動”“詢問”時，這種對應(yīng)關(guān)系才會顯現(xiàn)。假如我們強迫其中一個粒子呈現(xiàn)某種狀態(tài)，那么它們之間的“糾纏關(guān)系”就會中止。
假如我們把“通信”只定義為超距的測量，那么這無疑是可行的。但是在實際應(yīng)用中，通信并不只是測量，而是要傳輸信息。加載特定的信息，就意味著要把人的“意志”“主動”強加給其中一個。而這，就意味著“糾纏關(guān)系”被中止。也就是說，無論你在地球上獲得什么樣的結(jié)果，都和光年以外的那個粒子無關(guān)了。
量子物理學(xué)就是這樣讓人費解。我們只有通過測量一對處于“糾纏態(tài)”，且整體狀態(tài)已知的粒子中的一個，才能夠在瞬間獲知另一個的狀態(tài)；而沒有辦法把信息人為地加載給其中一個，并發(fā)送給另一個。所以從這個意義上來說，超光速通信是不存在的。
無論多么古怪，這就是量子物理學(xué)法則。我們恐怕沒有辦法在和上帝玩骰子的時候作弊了。
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