中国量子卫星实现超光速通信？量子纠缠不允许

近期，中国成功发射了一枚卫星，主要用于量子纠缠测试实验，这是一次振奋人心的挑战。这个实验开启了全新的卫星通信时代，有望真正实现“防黑客”的通信。随着这一消息的广泛传播，许多文章误解了量子纠缠的实质，甚至误认为它能够实现超光速通信。我们需要明确一点，量子纠缠并不允许超越光速的通信。

量子理论通俗化的推广方式可能导致误解。量子客体具有波粒二象性，它们有一个波函数来描述特定结果的概率。当测量这些量子客体时，它们会坍缩到特定的粒子状态。当涉及到量子纠缠时，这种哥本哈根解释似乎引发了矛盾。

让我们来看一个著名的例子——爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）的实验。设想两个光子构成的系统，它们的总和具有特定的已知结果。如果一个光子处于状态1，那么另一个必定处于状态-1。由于一个光子的状态会影响另一个的状态，我们说这两个光子处于量子纠缠状态。

一些人认为，根据哥本哈根的观点，当两个纠缠的光子被远距离分隔时，测量一个光子可以立即知道另一个的状态。这似乎暗示着它们之间的交流超越了光速。流行的观点认为，尽管波函数的坍缩速度似乎超过了光速，但它并不能用于发送超光速的信息。这是因为结果是统计性的，每一对纠缠光子的结果是随机的。我们无法迫使光子有一个特定的结果。我们不能利用量子纠缠进行超光速通信。

实际上，量子纠缠为我们提供了一种全新的加密方式。现实世界的复杂性远超我们的想象。尽管轻微的相互作用可能会导致量子系统的坍缩，但我们仍然可以通过各种方法操纵纠缠系统。我们可以创造出具有特定量子态的纠缠光子对，并利用它们发送加密消息。因为双方都知道对方的纠缠光子对的结果，他们可以使用这些光子生成一种随机字符串作为加密密钥。破解这种加密需要复制纠缠状态，但这是不可能的。这就是所谓的量子不可克隆定理，它意味着我们无法利用量子纠缠进行超光速通信，但可以利用它进行安全的加密通信。中国这次发射卫星进行量子纠缠实验将极大地推动这一领域的发展并保护我们的通信安全。