缔造三位诺奖新得主！从爱因斯坦到墨子号，量子纠缠到底是什么？( 二 )

量子纠缠被证实实验结果出来了，爱因斯坦曾言的“幽灵般的超距作用”真实存在。这一点虽然匪夷所思，但却被实验验证。打个不恰当的比方：一名男宇航员被派往遥远的冥王星执行任务，在地球上的妻子为他生下了一个孩子。在孩子出生的一刹那，这名宇航员就成为了一名父亲。这种信息甚至不需要被传播，在地球上就可得以确认。
2017年6月16日，我国的量子实验卫星墨子号更是实现了超过1200公里距离的纠缠态光子实验，更是将这一实验理论大大加强！

虽然此时的爱因斯坦、玻尔等一众大神早已仙逝，但量子力学的进步却给人类带来了更多的可能。
当人们确认量子纠缠的存在后，又开始深入研究，试图控制量子纠缠，借此探究微观世界、实现远距离通信、量子计算。
量子通信在刘慈欣的名著《三体》中，三体人就是利用量子纠缠的原理，把处在纠缠态的质子一颗送往地球，一颗留在三体星球，进而实现了两地的瞬时沟通。但这毕竟只是科幻小说的情节。现实世界中，人类还无法实现这一技术。目前研究的量子通信，主要是指信息加密与解密的手段。用量子纠缠的特性提升信息安全水平，而非超距信息传输。

量子计算量子纠缠还被应用于量子计算之中。由于量子叠加状态的存在，量子计算可以实现远超过传统计算机的计算速度。在传统计算机中，每个存储单元可以存储“0”或者“1”两者之一。而在量子叠加态， “0”和“1”两种状态可以同时存在，就像大名鼎鼎的“薛定谔的猫”一样“既生又死” 。如果是n个存储器同时工作，它就可以存储2的n次方个状态，存储能力呈指数级上升。
而在量子计算机中，存储器的数据可以同时进行操作，即相当于运算速度比传统计算机提升了2的n次方倍。随着n的增大，运算速度会以恐怖的速度倍增！当n为250时，即便是小到原子结构， 2的250次方也已超过宇宙中所有原子数目之和！

当介绍到这里，一定会有某些读者朋友担心了。目前通用的密码原理，是先随机生成两个很大的质数p和q ，然后根据设定生成秘钥e 。以现有的计算量来算，想要破解这个密码，需要消耗巨大的算力。在传统计算机世界中，动用超过全球半数的算力，去破解一个六位数的密码，而去窃取其中不足三位数的余额，是得不偿失的。因此，我们那微不足道的余额在银行账户中还算安全的。
但如果拥有超级算力的量子计算机出现，可能不消几分钟就能破解密码。那我们的存款还安全吗？

其实，我们大可不必担心。目前世界上现有的量子计算机还仅能实现部分特定的功能，想要达到商用、甚至民用级别，还有很长的一段路要走。即便有一天，量子计算机已经普及到民用级别了。那我们的密码肯定也早就升级为量子保密级别了，根本不用担心。毕竟，矛和盾总要相伴成长，才能不断进步。
量子理论已经发展百年，但量子技术的应用尚在起步阶段。我们普通人能够接触到的毕竟有限，在一些地方宣传的量子水杯、量子袜子，甚至量子阅读，都是赤裸裸地收智商税。大家千万不要上当受骗！

量子纠缠是一种非常反常识的现象，但是在一代代科学家的努力下，人们不但证实了它的存在，还在利用量子纠缠为人类服务。相信随着量子力学的不断前进，量子技术会给人类打开更加瑰丽的未来世界。
作者：方骥校稿：川川

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