《三体》里三体人借助智子进行即时通讯,但曹天元说不可能利用量子纠缠效应进行超距即时通讯。为什么?请科普一下,对量子论只略知大概……
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补充:量子纠缠原理不能用于超光速通信,那为什么说 EPR 实验违反定域性 - 知乎提问

这个问题也困扰了我很久,直到昨天。还还害得自己做了一夜的噩梦,梦见自己在物理考试,啥都不会。。。

其实想明白了一件事就想明白了这个问题,即什么是通讯?给个最基本的定义就是:发送方可以主动地将自己想要分享的信息传递给接收方

好了,明确了这一点之后再来思考下量子纠缠的场景:假设有两个都装着一颗小球的盒子 A 和 B,因为是装盒子里,所以任意一个盒子你只有打开它才能知道里面球的颜色,在那之前你只能知道不是白色就是黑色。只不过由于这两个小球是一对量子,一旦你知道了其中一颗的颜色,另一个你不用打开盒子就能立刻知道它一定是另一个颜色。

于是开始疑惑了,如果我拿着 B 盒子,跑到月亮上,打开后发现盒子里是黑球,那我就知道了地球上的 A 盒子里是白球!你看,我此时在月亮上,却瞬间知道了地球上那个盒子里小球的颜色,信息是不是被瞬间传递了?答案是并没有!再回去看一下开篇对通讯的定义,在这个过程里谁是发送方

地球上的人吗?不是。那是谁?是你盒子里的小球而已!它只是当着你的面,依然是通过光速传递了它自己的颜色,你只是顺便又利用了量子纠缠的特性推理出了另一个盒子的颜色,而并不知道此时 B 小球的颜色是由于地球上的人打开了 A 盒子导致的还是你打开盒子导致的。所以这个信息就好比你在月亮上看了一下手表,除了知道了你现在的时间,还能通过时区计算知道地球上的时间一样,这个结论并不需要地球上的手表主动通知你。因此,没有发生瞬时通讯。

那再假如我和地球上的人约定个时间,比如一分钟之后他们打开盒子 A,我两分钟后再打开 B,这样我就知道我的小球颜色一定是你导致的了!

咋一看又有道理了,但是再一想,我盒子里球的颜色虽然是你导致的,但你却不能控制你能导致我看到的是什么颜色,因为你也只能打开盒子后才能确定小球的颜色,作为发送方你满足不了把你想要分享的信息传递给我,所以依然没有发生通讯。

你控制不了发送方的信息。或者说,根本不存在接收方和发送方,只是恰巧他们是信息有关联的独立个体。
—— 惊奇队长


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