量子纠缠

想象你和一位朋友各拿到一个密封的信封，然后走到地球的两端。当你打开自己的那个时，你立刻就知道了关于朋友那个信封里的某些信息。量子纠缠是这件事一个奇怪得多的版本：两个或更多量子比特最终处于一个单一的共享态，而你无法仅靠分别谈论每个量子比特来完整描述它。整体是真实的；而把各个部分单独拆开来看，并不能讲出全部的故事。测量其中一个量子比特，它的伙伴们的测量结果统计就会立刻受到约束，哪怕它们相距遥远。

更准确地说，纠缠态是这样一种态：它无法写成每个量子比特各自的态相乘的形式；这个联合态是不可分离的。经典的例子是贝尔对（Bell pair），其中两个量子比特完全关联：如果你把一个测为 0，另一个也会读出 0；如果一个是 1，另一个也是 1；然而在测量之前，两个量子比特都没有属于自己的确定取值。这种共享的关联是一种货真价实的资源，正是它支撑起像量子隐形传态这样的协议，并帮助推动许多量子算法的加速。

有必要诚实地说清楚量子纠缠不是什么。它并不能让你以超光速发送消息：你在本地看到的结果看上去完全是随机的，只有当你们通过一条普通的（慢于光速的）通道互相核对各自的记录时，那些关联才会显现出来。纠缠还很脆弱，会因噪声和退相干而流失，这正是当今建造真正的量子计算机所面临的核心工程难题之一。