量子糾纏

想像你和一位朋友各拿到一個密封的信封，然後走到地球的兩端。當你打開自己的那個時，你立刻就知道了關於朋友那個信封裡的某些資訊。量子糾纏是這件事一個奇怪得多的版本：兩個或更多量子位元最終處於一個單一的共享態，而你無法僅靠分別談論每個量子位元來完整描述它。整體是真實的；而把各個部分單獨拆開來看，並不能講出全部的故事。測量其中一個量子位元，它的夥伴們的測量結果統計就會立刻受到約束，哪怕它們相距遙遠。

更準確地說，糾纏態是這樣一種態：它無法寫成每個量子位元各自的態相乘的形式；這個聯合態是不可分離的。經典的例子是貝爾對（Bell pair），其中兩個量子位元完全關聯：如果你把一個測為 0，另一個也會讀出 0；如果一個是 1，另一個也是 1；然而在測量之前，兩個量子位元都沒有屬於自己的確定取值。這種共享的關聯是一種貨真價實的資源，正是它支撐起像量子隱形傳態這樣的協議，並幫助推動許多量子演算法的加速。

有必要誠實地說清楚量子糾纏不是什麼。它並不能讓你以超光速發送訊息：你在本地看到的結果看上去完全是隨機的，只有當你們透過一條普通的（慢於光速的）通道互相核對各自的記錄時，那些關聯才會顯現出來。糾纏還很脆弱，會因雜訊和退相干而流失，這正是當今建造真正的量子電腦所面臨的核心工程難題之一。