随着我国经济文化的飞速进展，我们的科学结果越来越多地涌现出来，很多多少曾经象牙塔中的专业名词流入了平常黎民的平常谈天当中。墨子号试验卫星的上天，让量子胶葛一词敏捷流传到大街小巷，然而对付如许一个专业的词汇，许多人并不明白此中的物理寄义，老郭想使用此篇文章，给家人们科普一下，什么是量子胶葛？

一、宏观天下与微观天下

所谓的宏观天下便是我们看得见、摸得着的天下，这个天下是一个在物理学上中等标准、中等速率、中等温度……总之，物理量的值是在一个适当的中心范畴的天下。而微观天下是指我们看不到的分子、原子、电子等等微小粒子层面的天下。

随着物理学的进展，当科学家们深入到了微观天下之后，发觉这个天下的规章与我们宏观天下的规章纷歧样。在微观天下中，统统顷刻万变，微观粒子的状态只有一个大概的、概率的效果。

以是，对付宏观天下和微观天下就总结出了两种差别的要领：确定性要领与概率统计要领。实践证明这两种要领都是有用的，只是它们实用的范畴差别。只不外，随着薛定谔方程将概率引入了量子力学之后，经典物理学创建起来的决定论大厦砰然倒塌。

二、什么是波函数？

在经典物理学中，质点的状态可以用活动方程来形貌，在恣意时候质点的位置和动量都是确定的。因为微观粒子具有波粒二象性的特点，是以经典物理的方程不克不及用于形貌微观粒子的活动。量子力学中，为了定量形貌微观粒子的状态，引入了波函数。

所谓的波函数，用Ψ（音：普西）表现，是一个坐标和时间的复函数，其肯定值（模）的平方对应于微观粒子在空间某处显现的概率密度。波函数即不是粒子形状的形貌也不是粒子轨道的形貌，这是许多科普作者每每弄错的地方。波函数的显现代表着量子力学彻底开脱了经典物理的束缚，成为了一门独立的学科。

三、叠加态道理

假如Ψ1和Ψ2是体系的大概状态，那么它们的线性叠加Ψ=C1Ψ1+C2Ψ2（C1、C2是复数）也是体系的一个大概状态，而且这种叠加可以推广到许多态。当粒子处于态Ψ1和Ψ2的线性叠加态Ψ时，粒子是即处在态Ψ1，又处在态Ψ2。

假如我们不关怀这段话的量子力学配景，这种情形在经典天下中是每每产生的，好比两个水波的叠加，水波中某个点处的水实在是同时处于两种状态的叠加之中。

态的叠加固然不但限于两个波之间，也可所以无穷制多个波的叠加。在量子力学中，叠加态意味着，一个微观粒子可以同时处于多种状态。这意味着，它可以既在这里，又在那边，同时处在波函数许可的全部位置上，直到我们举行详细丈量的时间，叠加态忽然完结，即波函数塌缩到一个特定的值，粒子就显现在对应的位置上。

四、量子胶葛

在微观天下里，假如我们把一个微观体系（可所以一个原子，大概是一束激光等等）用某种方法把它们“切割”开分成两个更小的粒子，则这两个小粒子之间就会具有“心灵感到”的特点。纵然它们之间相距再迢遥都市相互感到到对方的状态，而且是刹时完成。

以光子的胶葛为例，一束紫外激光被放射到一种特别的晶体。接着，该晶领会开释一对偏振偏向相反的胶葛光子。假如我们发觉处于甲地的光子偏振偏向程度，则我们就知道别的一个光子的偏振偏向是垂直的。在没有丈量它们之前，两个光子处于叠加态，每种状态都有大概产生，无法确定哪种状态会产生。

五、量子胶葛没有违背相对论

量子胶葛征象是一种超距作用。墨子号已经向我们证明，纵然是在500公里之外，两个光子之间的量子胶葛仍旧存在。爱因斯坦不睬解量子胶葛，但是越来越多的试验已经证明，量子胶葛是微观天下最广泛的一种征象。

物理学家们的试验评释，量子胶葛的感到速率的下限是光速的1万倍。但这并不违背相对论中的光速极限道理，这是由于，相对论中的光速极限指的是一个有质量的物体不克不及通过加快的方法到达光速。而量子胶葛则完全差别，这种速率是感到速率，粒子的活动并没有凌驾光速，不必要把粒子加快到光速以上。

现在，物理学家们并不清晰量子胶葛背后的机制究竟是什么，他们只知道量子胶葛是一种微观粒子中客观存在的征象。

完结语

量子胶葛只是量子力学为我们展现的浩繁微观物理征象中的一个，但仅仅是这一个征象，就已经为我们打开了一扇通往将来的大门，好比量子隐形传态、量子盘算等等。我们在期望着科学家造出更壮大的盘算机的同时，更期望着能揭开更多的微观天下的神秘。今日的量子力学，不是物理学的闭幕，而是人类了解宇宙，了解自身的一个全新出发点。