在未来，神奇理论量子纠缠，有可能会超越相对论吗？

经过了很长时间，相对论仍然是21世纪物理学建设的基石。

然而，自从克劳塞尔在1978年和阿斯珀在1982年证明贝尔不等式不成立以来，相对论的基础——光速不变，或者说，光速是自然运动的极限这一“金科玉律”被否认。

特别是后来对多光子量子纠缠的实验研究证明，在量子世界中，相互作用可以超越空间和光的速度，并且是非局域的。所以一些物理学家开玩笑说量子世界里有“小精灵的怪癖”，当然，这只是所有无助的物理学家自嘲的一种方式。

在量子世界中，相对论的基本假设是完全无效的，这已经成为21世纪物理学中最具挑战性的问题之一。

EPR关联之谜

量子理论建立后，以爱因斯坦为代表的古典物理学家的柏林学派与以博尔纳为代表的哥本哈根学派在量子理论的哲学基础上展开了争论。

在之前的索尔维会议上，爱因斯坦和波尔就量子理论的哲学基础进行了几次针锋相对的辩论。最后，当希特勒上台并迫害犹太人，爱因斯坦被迫离开德国时，爱因斯坦和波尔之间的争论结束了。

爱因斯坦和他的两个年轻的同事，波多尔斯基和罗森，来到普林斯顿大学定居美国。他们在20世纪30年代又对玻尔进行了一次攻击，目标是“不确定原理”。挑战论文由三位作者名字的第一个英文字母缩写为EPR paradox。

这就是EPR悖论

想象一对粒子(如电子)处于所谓的单态，它们的自旋相互抵消，因此总自旋为零。假设粒子A和粒子B分离，测量粒子A沿一定方向的自旋，结果为“上”。由于粒子对的自旋为零，这意味着粒子B的自旋总是沿着相同的方向“向下”。

然而，根据波尔所代表的哥本哈根学派的解释，粒子A的自旋在被测量之前没有确定的值。当测量粒子A的自旋时，不可避免地会对粒子B产生瞬时影响，使粒子B的自旋波函数坍缩到相反的状态，即“向下”状态。这种不寻常的作用机制需要超距离的相互作用，或超光速的传输。但从相对论的观点来看，这是不允许的。

爱因斯坦和他的合作者确信，这种现象预示着量子理论和相对论之间的冲突，量子理论是不完整的。这个重要的观点就是爱因斯坦学派的“可分离原理”，后来被称为“局部性原理”。当玻尔阅读爱因斯坦关于局部性原理的论文时，玻尔的反应非常平淡。他仍然持有哥本哈根学派“主体和客体是不可分割的”的旧观点，坚持粒子行为的概率解释，认为微观世界与宏观世界有着不同的“特殊规律”。EPR相关并不能解释量子理论的不完全性。

显然，波尔的回答过于苍白，无法解决EPR相关性难题的核心:一旦EPR相关性存在，经典量子理论与相对论将发生严重冲突。

在20世纪30年代以后的很长一段时间里，许多一流的物理学家试图验证EPR的相关性，但没有一个人成功。1960年，才华横溢的北爱尔兰物理学家贝尔(Bell)从欧洲粒子研究中心(CERN)休了一年的学术假，最终提出了一个大胆的不等式来测试EPR的相关谜题。

贝尔不等式的提出与验证

为了推导不等式，贝尔引用了前人的一些著名经典理论。此外，他还假设爱因斯坦的局部性原理是正确的。如果未来的实验证明不等式是无效的，那么导致不等式的要么是量子理论的前提错误，要么是自然界的“非局部性”。

1978年，美国加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的克劳瑟(Clausser)和1982年法国巴黎大学(Asper)的阿斯珀(Asper)发现了贝尔不等式不成立的实验证据。实验证明，虽然局部性在表面上是合理的，但量子世界实际上是由一种看不见的、未知的原理支配的。它不需要中介体，通过超腔或瞬时效应连接。这无疑是对“运动不能超过光速”的相对论最严重的打击。

近年来，物理学家将光子相互作用的数量从2个增加到8个，这也违反了贝尔不等式。同时，在20世纪90年代初，物理学家将这种现象命名为“量子纠缠”。

目前，物理学家正在将光子相互作用的数量扩展到16个光子系统。

量子纠缠对当代物理学的影响

量子纠缠已经被发现40年了。目前，物理学家正在将其扩展到多光子系统，试图通过量子纠缠实现远距离通信，并开发量子计算机。

量子纠缠的非局部性对经典相对论有很大的影响。相对论的第一个经验假设，即光速不变原理，在量子纠缠的情况下失败了。在量子纠缠的世界里，粒子之间的相互作用可以超越时间和空间的瞬间，甚至不需要任何介质。然而，到目前为止，物理学家还不知道为什么量子系统和相对论中超越时空的“瞬时作用”与相对论之间存在着明显的冲突，只能在黑暗中推测。

近年来，一些学者提出了“相空间理论”来解释量子纠缠。然而，由于该理论仍然是基于经典量子理论，并没有添加新的物理原理，这只是一种尝试，并没有得到物理学界的认可。

同样，有些人试图修改相对论使之与量子理论相容，但他们无法避免光速是恒定的这一基本假设。

可以说，在一个新的量子纠缠已经被发现了40年的世界里，当代物理学家仍然不知所措。承认量子纠缠的存在就等于承认量子世界中相对论的一个基本假设，光速恒定的原理是错误的，从而颠覆了相对论物理学的整个架构。但对于未来，新的物理建设，超越相对论是必要的。

科学的进步总是在新的发现的基础上提出新的理论来代替旧的理论。EPR相关之谜起源于20世纪30年代，并在80年代得到了实验验证，从而导致了量子纠缠的新现象。这个奇特的现象挑战了一个多世纪以来的相对论基本假设(光速是自然运动的极限)，为相对论的终结打开了希望之门。

在21世纪，物理学家已经将量子纠缠粒子的数量扩展到多光子系统。随着实验的深入，相信我们面前将会有一个新的物理世界，随之而来的物理新原理将会被发现，这将会超越已经走过一个世纪的相对论。

    维基百科和专业书籍是这样定义量子通信的：所谓量子通信就是利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式。它的依据是，两个纠缠在一起的量子物体就好比是一对有心电感应的双胞胎，不管两人距离多远，千公里量级或者更远，只要当其中一个人的状态发生变化时，另一个人的状态也会跟着发生一样的变化。所以量子通信包括“依据”量子纠缠的量子隐形传态、密集编码和量子密码分发。没有错吧，量子通信在逻辑上是包括量子密码分发的，照此说来，潘建伟在理论上没有用量子密码分发冒充量子通信，他是用无关于纠缠的量子密码分发冒充了量子通信。如上论述，量子纠缠并不意味着存在“隔空诡异互动”，所以无望依据量子纠缠做量子通信。

    实际上，墨子号量子卫星做了由非线性晶体产生的成对光子的分发，未有密码分发。那个密码实验是用极弱的激光脉冲技术，与量子纠缠无关。还有，那个量子隐形传输完全是虚假的，做了20多年这种虚假实验。那个贝尔不等式违反检验纯属故弄玄虚，也证明不了存在依据量子纠缠的通信可能性。

    也无望利用量子纠缠做超算，更不用说利用子虚乌有的隔空诡异互动做超算。未能做成不是技术问题和十年百年问题，而是不存在可能性。潘建伟说：“量子隐形传输在将来的量子计算机和量子通讯的研究中是一个非常基本的操作。无论是量子计算机还是量子通讯，主要就是一个微观粒子的信息的传输，走完就处理一下再把它送到另外一个地方。所以，量子隐形传输在量子计算机和量子信息的领域是一个很重要的技术手段。”量子隐形传输是假，何来这种量子计算机。

    对量子计算机前景的评估有悲观的、乐观的和极端乐观的。悲观的，如投身量子计算探索的希伯来大学数学家吉尔·卡莱（Gil Kalai），已经成为反量子计算的代表人士。他说：“他们主张，量子计算的所有理论承诺在某种程度上可以说都是空中楼阁。他们中的一些人认为，存在足够充分的理论原由证明，量子计算机的核心——“量子比特”，永远无法按照需求执行复杂的编排。而另一种观点则认为，这些机器难以实际运作，或者即便它们真的建成，它们微不足道的优势也不足以弥补成本。我试图理解，如果由噪声引起的错误是相互联系或链式的，将会发生什么。有一句希伯来谚语叫做祸不单行；英文里则叫做：屋漏偏逢连夜雨。换句话说，交互系统会有错误彼此关联的倾向。错误极有可能会一次性波及很多量子比特。而对于谷歌和IBM正在构建的那类量子计算机，他们希望，当您按计划执行某一计算过程时，能够得到在传统计算机上难以实现的强大效果。显然，我认为他们的企图将会落空。所以其实我不需要有多肯定，我只需静静等待，看它的结果就行了。”

他认为：“对于任何通用量子线路的实现而言，要获得足够低的误差水平，其代价会随着量子比特的数量呈指数爆炸式增长，因此量子计算机是不可能的。”极端乐观的，如潘建伟，认为有望做出速度超天河2号百亿亿倍的量子计算机，相当于中国人每人都能分到几亿台天河二号。他估计，未来10年能实现数百个量子比特的操作，在特定领域的计算能力达到全世界计算能力的100万倍。量子计算机到底有多厉害？中科院院长白春礼举了一个形象的例子：如果要求解一个亿亿亿变量的方程组，如果用亿亿次的当今第一超级计算机天河二号计算，需要长达100年，而使用一台万亿次的量子计算机计算，只需区区001秒。

量子纠缠的浪漫解释处于量子纠缠的两个物体，就像情人节一对深深相爱的恋人，彼此心灵相通，远在天边却时时思念并无形地连着彼此。

处于纠缠状态的两个粒子，无论相距多么遥远，哪怕是在宇宙的两端，也能够瞬间感应到彼此的存在。当我们观测其中一个粒子的状态时，另外一个粒子的状态马上确定，就好像两个粒子有心灵感应一样。

在物理中指的是一个量子状态发生变化从而引起的另一个量子随之发生变化，即使两者相隔很远没有任何关系，具有不确定性和超距作用。

量子纠缠介绍

量子纠缠又译量子缠结，是一种量子力学现象，其定义上描述复合系统（具有两个以上的成员系统）之一类特殊的量子态，此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积（tensor product）。

中国实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态，荣获科技部2017年度中国科学十大进展。量子纠缠所代表的在量子世界中的普遍量子关联则成为组成世界的基本的关联关系。当一个质子处于基态附近的状态时，它的各种性质可以相当满意地用三个价夸克的结构来说明。

量子纠缠如下：

量子纠缠的浪漫解释处于量子纠缠的两个物体，就像情人节一对深深相爱的恋人，彼此心灵相通，远在天边却时时思念并无形地连着彼此。

处于纠缠状态的两个粒子，无论相距多么遥远，哪怕是在宇宙的两端，也能够瞬间感应到彼此的存在。当我们观测其中一个粒子的状态时，另外一个粒子的状态马上确定，就好像两个粒子有心灵感应一样。

在物理中指的是一个量子状态发生变化从而引起的另一个量子随之发生变化，即使两者相隔很远没有任何关系，具有不确定性和超距作用。

量子纠缠介绍。

量子纠缠又译量子缠结，是一种量子力学现象，其定义上描述复合系统（具有两个以上的成员系统）之一类特殊的量子态，此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积（tensor product）。

中国实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态，荣获科技部2017年度中国科学十大进展。量子纠缠所代表的在量子世界中的普遍量子关联则成为组成世界的基本的关联关系。当一个质子处于基态附近的状态时，它的各种性质可以相当满意地用三个价夸克的结构来说明。

我个人觉得比较有吸引力的名词是:

量子纠缠，

反物质，

时空扭曲，

量子纠缠: 在量子力学里，

当几个粒子在彼此相互作用后，

由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整

体性质，

无法单独描述各个粒子的性质，

只能描述整体系统的性质，则称这现象为

量子缠结或量子纠缠。

量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现

象；

在经典力学里，找不到类似的现象。

反物质:

正常物质的反状态。当正反物质相遇时，

双方就会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生

巨大能量。

正电子、负质子都是反粒子，它们跟通常

所说的电子、质子相比较，电量相等但电

性相反。科学家设想在宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质，也就是反物质。电子和反电子的质量相同，但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。粒子与反粒子不仅电荷相反，其他一切可以相反的性质也都相反。

时空扭曲:

根据相对论的解释，当一个有质量的物体体积趋于0时，其引力会达到无法想象的地步，从而改变空间，导致光都无法在其空间里逃避，进而形成时空扭曲。

爱因斯坦预言的时空扭曲现象最近被科学家们在中子星附近观测到，中子星是人类在宇宙中可以观察到的天体中密度最大的一种。时空扭曲是爱因斯坦相对论的内容之一，科学界还存在着争议 。

用一句话来理解量子纠缠大概就是类似于我们常说的“心灵感应”，两个人不相互接触，也可以相互影响对方。量子指的是最小尺度下的物理量，量子力学是最微观的物理量时，粒子运动的规律。可以说量子力学是研究宇宙最本质最基本物质运动状态的学科，在我们的日常生活中，完全不会接触到量子级别的现象。

在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象；在经典力学里，找不到类似的现象。

不过，量子纠缠本身不会传递信息，所以这个现象不违背我们的物理定律，自从人类的物理学诞生开始，就对“超远距离作用”的存在争论不休，一些物理学家在解释一些现象的时候，会假设存在某种超远距离作用，但是更多的科学家认为，超远距离作用并不存在，爱因斯坦也是这种观点的支持者，可是量子纠缠就是一个现实存在的超远距离作用。

爱因斯坦

量子纠缠的浪漫解释处于量子纠缠的两个物体，就像情人节一对深深相爱的恋人，彼此心灵相通，远在天边却时时思念并无形地连着彼此。

处于纠缠状态的两个粒子，无论相距多么遥远，哪怕是在宇宙的两端，也能够瞬间感应到彼此的存在。当我们观测其中一个粒子的状态时，另外一个粒子的状态马上确定，就好像两个粒子有心灵感应一样。

在物理中指的是一个量子状态发生变化从而引起的另一个量子随之发生变化，即使两者相隔很远没有任何关系，具有不确定性和超距作用。

量子纠缠介绍

量子纠缠又译量子缠结，是一种量子力学现象，其定义上描述复合系统（具有两个以上的成员系统）之一类特殊的量子态，此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积（tensor product）。

中国实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态，荣获科技部2017年度中国科学十大进展。量子纠缠所代表的在量子世界中的普遍量子关联则成为组成世界的基本的关联关系。当一个质子处于基态附近的状态时，它的各种性质可以相当满意地用三个价夸克的结构来说明。

通俗模式：前面的回答已经很精彩了，我再稍微补充一点，因为关于量子纠缠的比喻有很多。中科大量子信息实验室的老大郭光灿院士曾经打过一个比方比喻量子通信，说在美国的女儿生下孩子那一瞬间，远在中国的母亲就变成了姥姥，即便她自己还不知道。之所以她是姥姥别人不是，而且她一定会成为姥姥，就是因为她和女儿之间有一种“纠缠”关系。@Ivony  打的比方的重点是：“出兵的只有张辽和司马懿”，这句话相当于把张辽和司马懿“纠缠”到了一块，如果没有这句话，量子纠缠的意义就解释不清了。高深模式      通过量子比特和EPR佯谬就能差不多理解量子纠缠的概念了吧。1）量子比特：在经典信息系统中，信息单元是以一个位或者比特（bit）作为信息单元的。从物理学角度讲，比特是一个两态系统，如是或非、真或假、0或1等。在量子信息系统中，常用量子位或量子比特（qubit）表示信息单元，量子比特是两个逻辑态的叠加态。（叠加态的介绍详见@谭永 的回答）经典比特和量子比特的不同之处在于，它只能处于或，而量子比特可以处于和的任意叠加态。所以说，一个量子比特可以携带的信息量，要远远大于一个经典比特携带的信息，也就能理解为什么量子计算机的速度要远远超过现在的计算机了。  2）EPR佯谬：”EPR佯谬“是Einstein, Podolsky and Rosen（爱因斯坦、波多尔斯基和罗森）三人提出的一个假想实验。这个实验的基本思想是：考虑一个由两个粒子A和B(称为EPR对)组成的复合系统，初始时它们的总自旋为零，各自的自旋为，随后两个两个粒子沿相反方向传输，在空间上分开。若单独测量A(或B)的自旋，则自旋向上(或向下)的可能概率为1/2，但若已测得粒子A自旋向上(或向下)，那么粒子B不管测量与否，必然会处在自旋向下(或向上)的本征态上。爱因斯坦等人认为：如果两个粒子分开足够远，对第一个粒子的测量就不会影响第二个粒子。EPR佯谬正是基于这种定域论的观点提出的。