量子糾纏是根據愛因斯坦為了反駁玻爾為首的哥本哈根學派的量子力學解釋而提出的一個稱為EPR悖論（Einstein-Podolsky-Rosen paradox）設計的思想實驗。即愛因斯坦、波多爾斯基、羅森悖論。
三人於1935年5月在《物理評論》上聯名發表的名為《可以認為量子力學對物理實在的描述是完備的嗎？》的論文，對量子力學提出強力的質疑。
愛因斯坦等人根據量子力學設計了精巧的實驗，通過高能光子照射特殊晶體，使特殊晶體的外層電子躍遷兩個能級，然後在回落時放出一對低能光子（每回落一個能級放出一個）基於守恆定律，這放出的一對光子的量子態存在某些關聯，比如偏振。
根據哥本哈根學派的解釋，這對量子態 （微觀粒子的狀態的統稱）存在關聯的光子在被測量到之前，量子態都是不確定的。那麼問題來了，假如我通過光路把這兩個光子分開兩個相反的方向發射到距離很遠的兩個地方，然後同時進行測量會怎麼樣呢？
如果根據哥本哈根學派的解釋，情況就很有趣了，由於兩個光子在被測量到之前，量子態是不確定的，直到其中一個被測量後，測量到的某個狀態就被確定了，而由於這對光子的量子態存在關聯，這意味著一個光子的狀態被確定的同時，另一個光子的對應量子態也被同時確定了！然而問題來了，根據守恆，光子對的量子態必定是同時確定的，然而前面我們已經把它們分離很遠了，它們之間通信是需要時間的，那麼另一個光子是怎麼得到首先被測量的光子的狀態信息，從而坍縮到對應的狀態的呢？
很顯然這種關聯坍縮產生超光速信息傳遞了，這就違反狹義相對論的信息傳遞不能超光速的基本定律了，而狹義相對論已經被廣泛接受，自然沒有人願意挑戰它的正確性，包括哥本哈根學派的科學家。因此愛因斯坦認為，量子力學是不完備的，肯定在哪裡存在問題或未知因素。玻爾等人看到這篇質疑的論文一定嚇得不輕。
不過愛因斯坦在提出這個悖論以後也同時給出了自己的經典解釋：兩個光子的狀態在產生的那一刻就確定了，也就是在電子能級回落釋放出它們的那一刻，它們的狀態已經確定，之後你即使把它們分隔到100億光年再測量，都不影響它已有的量子態，它們之間也根本無需互相溝通該如何坍縮，因為一開始就已經確定了。這樣，悖論也就不存在了。
玻爾當然不願意放棄他的哥本哈根詮釋，他超凡的洞察力下很快就找到了問題的所在。他指出：這對光子在被測量前並不是兩個光子，而是一個整體，是它，不是它們，它在被測量到之前由一個波函數描述，並不存在兩個被分離開的波函數（量子力學裡描述微觀粒子狀態的函數，在量子力學裡，微觀粒子被測量之前只能以波函數來描述），直到它被測量到之前，它都只有一個波函數。
玻爾的這樣解釋精妙無比，與哥本哈根學派的量子力學解釋一脈相承——既然被測量前並沒有確定的狀態，那你為什麼認為它有兩個波函數？這不是耍流氓嗎……
在玻爾的解釋裡，光子對的狀態是在測量到其中一個後才確定的，因此，波函數坍縮（光子從不確定態變成某一確定態）只發生在測量的時候，而此前這個系統（光子對）處於所有可能的疊加態。測量使這個系統全空間坍縮了…… 沒錯，全空間坍縮，與距離無關，也就沒有所謂的超光速傳遞信息了。這其實與單個光子的全空間坍縮是一樣一樣的，即使是一個光子，它的波函數瀰漫到整個空間的所有可能位置，然而一旦測量到，它就只在一個位置，如果你認為這需要時間或需要考慮速度，那麼波函數坍縮本身就分分鐘超光速了，因為你可以說：一年前發出的光子怎麼通知1光年外的自己不要出現？
所以，實際上真正詭異的並非是量子糾纏，而是疊加態本身。
這種解釋愛因斯坦自然無法接受，直到他去世，都從來沒有公開宣佈接受量子力學的完備性。所以有了那句名言：上帝不擲骰子！
這其實不能怪愛因斯坦冥頑不靈，在他在世時，他所提出的EPR悖論並沒有能被實驗室通過實驗所證實或推翻，他所堅信的隱變量也從來沒有被證偽。因為沒有人能設計出一個可行方案能對其進行驗證，雖然當時已經基本沒有人懷疑量子力學的完備性。
但作為一個具有獨立思維的偉大科學家，他始終堅守這自己的信念——宇宙是可理解的。我認為愛因斯坦沒有錯，錯的是時代沒有給他一個答案。
1955年4月18日，愛因斯坦與世長辭，最終沒有等到他需要的答案，直到9年後的1964年，一位實驗物理學家貝爾提出了一個不等式，後來以他名字命名的
貝爾不等式，只有設計一個實驗來驗證不等式就能判斷EPR悖論中究竟哪一方是正確的，貝爾作為愛因斯坦的腦殘粉，當然希望自己的偶像愛因斯坦是正確的。
直到上世紀70年代後，首個驗證貝爾不等式的實驗成功，到80年代後，更嚴格的實驗再次驗證了貝爾不等式，所有實驗均違反貝爾不等式，這表明愛因斯坦所說的隱變量並不存在！證明量子力學對客觀世界的描述是完備的。也就是說，EPR實驗並不存在悖論，因此現在我們稱之為EPR佯謬。
不過當時的實驗還存在漏洞，比如隨機數漏洞，另外實驗距離也不足。到了本世紀，更多的更嚴謹的貝爾實驗完成，這包括我國的墨子號實驗衛星進行的超過一千公里的量子糾纏實驗，還有數萬人通過遊戲程序提供隨機數的大貝爾實驗，可以認為目前的貝爾實驗已經沒有任何漏洞，然而所有實驗結果都證明了量子力學的正確性和完備性。
今天，我們只能說我們擁有一個不可理解的宇宙，至少在目前，它是不可理解的。我們不知道為什麼有疊加態，我們不知道為什麼有波函數坍縮，我們不知道為什麼有量子糾纏，這一切謎題等待著世界上最頂尖的科學家去解答，你能成為那個解答這些謎題的人嗎？
今日頭條推出了一個神奇功能——搜索功能。直接用今日頭條app上方的搜索框輸入（也可以在文章頂部（右上角）找到一個放大鏡搜索按鈕）：“貝爾不等式”即可搜到相關信息，獲取你感興趣的和文章裡沒有詳細展開討論的內容，趕緊試一下吧（^_^）當然你也可以搜索“大貝爾實驗”、“量子糾纏”等你想了解的內容。
閱讀更多 星宇飄零2099 的文章
