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為什麼你仍然無法發送訊息

糾纏如何違背直覺,卻又從不允許你超光速傳遞訊號。

那個誘人的漏洞

經歷了前面這一切,一個激動人心的念頭幾乎要蹦出來。既然測量我的粒子能瞬時影響你遠方的粒子,為什麼不用它做一部超光速電話呢?我在火星,你在地球;我測量我那半個糾纏對,你測量你那半個,於是我的選擇就以某種方式瞬時盪漾進你的結果裡。這將推翻宇宙的速度極限,永遠改寫通信。這正是鬼魅般的超距作用看似在邀請你去嘗試的那類方案。可它行不通——一丁點都行不通。弄懂為什麼,是這條學習路線最完美的收官。

為什麼訊息永遠不會到達

癥結就在這裡。當你測量你的粒子時,你的結果是隨機的——正面或反面、向上或向下,你沒法選擇是哪一個。你無法把自己的結果「撥」成一段訊息。而在我遙遠的這一端,我的粒子給我的結果也是隨機的。無論你在那邊做什麼,我看到的那串結果都像純粹的拋硬幣雜訊,在統計上完全一樣——無論你是測了你的粒子、沒去理它、還是根本就沒有這個粒子。我的數據裡沒有任何東西會因你的選擇而改變。關聯是真實的,但它藏在我倆誰都控制不了的隨機性裡面。

關聯只有在我們把兩份記錄並排擺在一起、逐行對照時才會顯現——而那次對照是普通資訊:一封郵件、一通電話、一名信使,全都只能以光速或更慢的速度爬行。在那條經典訊息到達之前,我倆各自手裡都只是一份私有的隨機拋硬幣清單,絲毫看不出對方的任何痕跡。那種鬼魅般的聯繫是真實存在的,可它被鎖在一扇門後,而能打開這扇門的鑰匙只能比光更慢。

一個值得記住的圖景

想像有一家工廠,印出兩副順序隨機但完全相同的牌,給我倆各郵寄一副。每當我翻開自己最上面那張牌,我立刻就知道你的那張——完美關聯,無需等待。但我無法用我這副牌給你傳遞任何東西:我只能看到自己的牌,永遠無法選擇它們;而在你打電話來對照之前,你那副牌看起來完全隨機。糾纏就像這樣,卻帶著一個任何預印牌組都做不到的轉折:正如貝爾實驗所證明的,那些關聯強到任何預印牌組都無法復現。強於經典,卻依然無法用來傳訊息。

值得把「什麼是瞬時的、什麼不是」說清楚。兩個結果之間的關聯是沒有延遲就建立起來的——這部分確實是非定域的。但可用的資訊從不會超過光速,因為要提取這份關聯,總是需要把兩份記錄合在一起,而其中一份記錄只能以尋常速度抵達另一份所在之處。大自然彷彿在「穿針引線」:它允許 EPR 所懼怕的那種非定域聯繫存在,卻禁止這種聯繫天真地暗示出的那種超光速電報。

糾纏究竟有什麼用

如果它不能發送訊息,糾纏是不是就只是個奇談?遠非如此。恰恰因為糾纏的結果既是共享的、又真正隨機,它們才成為生成「無竊聽者可複製的密鑰」的理想材料——這是量子密碼學的根基。把許多糾纏粒子組合在一起,是量子計算機背後的引擎,它利用這些關聯去攻克普通機器視為絕望的難題。而量子隱形傳態利用糾纏把一個量子態從一處轉移到另一處——不過,忠於不可發訊原理,它總是需要同時發送一條普通訊息,所以它也從不超過光速。

於是這條路線落在了這裡。糾纏是大自然最深刻、最離奇的特性之一——真實、被反覆證實、強於任何經典世界所允許的程度。它把遙遠的粒子連成一種共享的單一命運,恰如愛因斯坦所擔憂的那樣。然而它又極其自律:它從不允許你以超過光速的方式推送一條訊息。這個宇宙遠比常識所預期的更怪誕,又遠比那份怪誕起初所暗示的更有秩序。這種張力——鬼魅,卻又守法——正是糾纏留給我們的長久教益。