量子世界真的能夠超光速遠距離傳輸嗎？

阿爾伯特·愛因斯坦、鮑里斯·波多爾斯基和納森·羅森在1935年針對量子力學的哥本哈根解釋，提出了一個假想實驗，希望藉此實驗證明量子力學的不完備性，後來以三位科學家名字的首字母組合將這個實驗稱之為EPR佯謬Einstein-Podolsky-Rosen paradox。

實驗說明

假設一個零自旋中性π介子衰變成一個電子與一個正電子，它們處於量子糾纏態，然後我們把這兩個衰變產物各自朝著相反方向移動至超級遠的星際空間區域A、B。

由於量子糾纏，假若位於區域A的愛麗絲與位於區域B的鮑勃分別測量粒子沿著同樣軸向的自旋，則愛麗絲會測得上旋勃會就會測得下旋，愛麗絲測得下旋那麼鮑勃就會測得上旋。

問題在於，糾纏態的粒子處於不確定的混沌狀態，但愛麗絲的觀察行為使A區域的粒子坍縮，這將同時對數百萬光年之外B區域的粒子也坍縮為相反狀態。

這意味著超距作用！

如果我們認為A區域的粒子被觀察坍縮的一瞬間，一定是通過某種作用（比如什麼作用力）影響了B區域的粒子，或者是它向B區域的粒子發送了什麼信息告訴它該怎麼做，如果我們認為這樣的話，那就意味著發生了超光速力作用或信息傳遞！（實際上，引力的作用也不能超光速，更不要說發送信號了）

定域性原理Principle of locality

定域性原理要求物體只能受其周邊環境的直接影響。當然這個“周邊環境”並不是約定具體的空間範圍尺度，實際上它可以無限大。

最重要的是這個“周邊環境”是指某種使物體收到影響的“介質”，比如我們向氣球吹氣要藉助空氣這個介質影響氣球，而磁鐵吸引鐵釘需要通過磁場這個介質，太陽光線照射到地球要通過光子這個介質穿越空間。

由於狹義相對論規定，宇宙中所有物質和信息的運動與傳播速度均無法超過光速，所以即使信息的傳遞也不可能比光快，就像我們的通信軟件，發送信息還是要依靠電子光子通過電線光纖傳播。

不要小看定域性原理，它從根本上定義了世界的因果性，原因必須發生於結果之前。假設去年在A點發生甲事件，今年同一天在B點發生乙事件，如果AB兩點距離超過1光年，那麼甲事件就不可能是乙事件的原因，因為事件影響力的傳播速度也不能超過光速，

另外一個例子是，我們還沒看到過的星星對地球的過去不會產生任何影響，因為那些星星的光都還沒有傳遞到我們這裡，所以即使它們比銀河系還大一百萬倍，即使它們以、在百萬年前就瘋狂爆炸形成無數黑洞，但我們地球目前的狀態和它們都沒有絲毫關係。

所有過去時間長度乘以光速得到一個長度數值，以這個數值為半徑的的宇宙空間就是可能影響你過去的範圍，這個範圍隨著時間而不斷增長。未來也是如此，隨著時間的推進，能夠對你產生影響的宇宙總是位於一個由時間、空間和光速所決定的光錐範圍以內。

某個時間光錐的半徑就是光乘以時間的結果，它代表以此為半徑的球形宇宙空間。（注意圖中把三維空間變成了二維表示）

早先經典牛頓力學中的重力就是超空間超距離的，不需要時間就能起作用，但是後來愛因斯坦成功的提出了遵守定域原理的廣義相對論，取代了牛頓萬有引力。

定域實在論Local realism

實在論是指做實驗觀測到的現象是出自於某種物理實在，而這物理實在與觀測無關，即客觀是純粹絕對的存在。

定域實在論是定域論原理和實在論的結合，它表明微觀粒子具有可測量、良好定義的物理實在，不會被在遙遠區域發生的事件以超光速速度影響。

EPR實驗中出現的超距離影響現象，被愛因斯坦等三位科學家認為是一種不合理的結論，並用此來說明量子力學的不完備性。

對於這個矛盾，後來又引出了隱變量理論Hidden variable theory，認為量子力學是不完備的，其背後應該隱藏了一個尚未發現的理論，這個理論應該可以完整解釋物理系統所有可觀測量的演化行為，而避免掉任何不確定性或隨機性。

1964年，約翰·貝爾提進一步提出貝爾不等式，用以證明量子力學的不完備性。

然而後來的很多實驗都證明，量子力學根本不遵從貝爾不等式或者定域實在論。事實上，超距作用是真實存在的，並且現在已經成為量子加密技術和量子計算的基礎理論之一。

量子力學關注世界的最微觀層面，在這裡沒有空氣，沒有陽光，甚至沒有物質，在這裡崩塌的不僅僅是宏觀世界的各種理論原理，甚至還會擾亂我們賴以思考的因果邏輯。雖然經過近百年的探索和爭論，但仍然沒有統一協調的理論，也許，世界本來就是M理論所描述的那樣，在不同層級有著不同的規則，根本就不需要統一。也許需要協調的，不是去改變量子理論，而是應改變我們觀察世界認知世界的種種所謂常識。

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附言，標題使用了【量子計算】是因為以後想把這些文章整理成為一個專題，以便於自己區別組織，可能有些內容和真正的量子計算的關係並不是很大，我只能保證多多少少總會有一些的，也算是蹭一下熱度吧~

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