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量子糾纏是量子力學中最神秘的現象之一。當兩個粒子處於糾纏狀態時,無論它們相距多遠,測量其中一個粒子的狀態會瞬間影響另一個粒子。這種看似超光速的關聯讓許多人誤以為可以利用量子糾纏來實現超光速通信。
量子糾纏無法用於通信的關鍵原因是測量結果的隨機性。當愛麗絲測量她的糾纏粒子時,她無法控制測量的結果。比如測量粒子的自旋,得到「上」或「下」的概率各佔百分之五十,完全隨機。由於愛麗絲無法選擇測量結果,她就無法通過這種方式編碼和傳遞任何特定的信息。
量子力學中的「不可通信定理」嚴格證明了,在一個糾纏粒子上進行任何局部操作或測量,都不會對另一個遠處糾纏粒子的可觀測性質產生瞬時影響。鮑勃對他粒子的測量統計結果,與愛麗絲是否對她的粒子進行了測量或進行了何種局部操作無關。這個定理從根本上排除了利用量子糾纏進行瞬時通信的可能性。
雖然量子糾纏不能直接用於通信,但它在量子信息領域有許多重要應用。比如量子密鑰分發可以實現絕對安全的密鑰傳輸,量子隱形傳態可以傳輸量子狀態,量子計算利用糾纏實現超越經典計算的能力。但是要注意,這些應用通常都需要輔助的經典通信通道來完成信息傳遞或協議執行。
總結來說,量子糾纏本身不能用於通信。這是因為測量結果完全隨機且無法控制,而不可通信定理從理論上嚴格證明了這一點。雖然糾纏提供了粒子狀態之間的神奇關聯,但這種關聯不能被單獨用於傳輸信息。然而,量子糾纏在量子密鑰分發、量子隱形傳態等量子技術中仍有重要價值,只是需要與經典通信通道結合使用。