大家都知道量子纠缠，可为什么会纠缠，是什么原理

1. 大家都知道量子纠缠，可为什么会纠缠，是什么原理

量子纠缠

2. 量子纠缠究竟是什么原理

3. 为什么会产生量子纠缠的现象

量子纠缠是一种什么现象，为何两个粒子无论相隔多远，都会有感应

4. 量子会相互纠缠，那么本质原因有哪些？

量子纠缠也就是量子系统中的一种现象，从理论上面来说是特别复杂的，有些人还是比较好奇，量子之所以会相互纠缠，那么本质原因是什么呢？一起来看一下。

一、量子会相互纠缠那么本质原因有哪些？
其实量子纠缠也就是量子力学所预言的一种比较特殊的现象，这种特殊现象也就是多个微观粒子的量子态，存在的一种相关联性，这种相关联性在不确定性原理之下就会表现出一种超距离的作用，之所以量子会相互纠缠，是因为守恒，无论是动量守恒还是角动量守恒，或者是各自守恒。

二、什么是量子纠缠呢？
1、其实量子纠缠也就是量子学里面描述我例子比较特性的一种概念吧，也就是说当几个例子在相互作用之后，原来各自的一些特性就会消失，那么在综合之后就成为一个整体的性质，即便是将这些粒子分开到比较远的距离，但是他们的性质依然是存在的。
2、比如说a和B是一对一直纠缠这个粒子，但是他们纠缠的状态一个是左旋，而另外一个是右旋，如果把他们分开在很遥远的不同的两个地方，那么只要测量a粒子的时候，在运动发生一些改变之后会成为右旋，但是在另外一方，B粒子一定也会变成左旋，那么在测量B粒子的时候，而a粒子也是同样的发生了一些变化。其实我国早在2016年发射的墨子号量子科学实验卫星中，就已经证实了这种属于纠缠状态的两个光子把它们分开1200km距离之后，这两个光子依然是保持着这种性质，所以量子纠缠这种诡异的特性让很多人产生了许多的猜测，有些人会认为最微小的粒子都有意识，所以才会有这种超距地作用。

5. 量子为什么会纠缠，本质原因是什么？

是关于量子力学理论最著名的预测。它描述了两个粒子互相纠缠，即使相距遥远距离，一个粒子的行为将会影响另一个的状态。当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。
量子纠缠的本质就是量子的关联性。


那量子为什么会纠缠，其本质又是什么呢？
要想了解这一点，还是得提一下相对论，大家都知道当代物理学有两大基础 - 相对论和量子力学。在提出到现在这两个理论经受了很多严格的实验，其正确性是毫无疑问的。
而目前两个理论在根本架构上的冲突之处是：量子场论是建构在广义相对论的平坦时空下基本力的粒子场上。如果要透过这种相同模式来对引力场进行量子化，则主要问题是在广义相对论的弯曲时空架构，无法一如以往透过重整化的数学技巧来达成量子化描述，没办法用数学技巧得到有意义的有限值。
相对地，例如量子电动力学中对于光子的描述，虽然仍会出现一些无限大值，但为数较少可以透过重整化方法可以将之消除，而得到实验上可量到的、具有意义的有限值。


所以说广义相对论的修改方向是这两点：
1、引力的成因不是时空弯曲的。广义相对论的时空背景是弯曲的时空，但不是引力的成因。
2、引力的本源是时空。且描述引力量子化的时候一定要用“微分”思维来化解时空弯曲的尴尬。但引力不是时空弯曲造成的。引力可以说是一种时空性质。它反过来又会影响时空构建。且引力的作用是以光速传递的。
那么量子纠缠所引发的“超光速”的讨论是否对相对论理论构成了挑战呢？答案又是否定的！
别忘了量子力学的两大支柱互补原理【波和粒子在同一时刻是互斥的，但它们在更高层次上统一。】和不确定性原理【不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定】。
所以在量子力学中微观粒子并不是界限分明的，而是一种行动诡异的“概率云”。这些粒子不会只存在一个位置上，也不会只从一个路线到达另一个位置。我们一般用波函数来描述这些粒子的行为和特征。而两个有共同来源的微观粒子之间，只要有一个粒子发生变化，另一个就会发生变化。这种变化是立刻发生的，这就是量子纠缠。


大家有没有注意到，量子纠缠发生的机制是有限制的。并不是说随便两个粒子相距N千米距离远，都能发生量子纠缠。比如说地球上一个粒子不可能和100光年以外的一个粒子发生量子纠缠。
两个或两个以上的粒子发生量子纠缠必须在一个系统中，而且粒子是有共同来源的。
〈双光子系统〉比如：同一激光器产生光子场进行双偏分光，由于本身由同一激光器产生属`相干态''，那这二个分光产生的光子系统属〈相干纠缠态〉然后我们测量一个光子态某物理参量，会发现另一光子对应该物理参量也会同时改变，那么我们说对该〈双光子相干系统〉对该物理参量而言是一种量子纠缠态！
量子纠缠说明在两个或两个以上的稳定粒子间，会有强的量子关联。例如在双光子纠缠态中，向左（或向右）运动的光子既非左旋，也非右旋，既无所谓的x偏振，也无所谓的y偏振，实际上无论自旋或其投影，在测量之前并不存在。在未测之时，二粒子态本来是不可分割的。
那这样量子纠缠态产生原因就不难理解了，其实我们只要认为该双光子系统在分光前后是一个整体，那量子纠缠效应就很好理解了但实际上是这样吗？有人会说光子空间分离为二部分，怎么可能还是一个整体？关键点在于〈量子纠缠态〉的先决条件，双光子系统是一种相关联态，在没有解除相关联态前，它就是一个整体！


量子力学是非定域的理论，这一点已被贝尔不等式【任何定域隐变量理论不可能重复量子力学的全部统计预言。】的实验结果所证实，因此，量子力学展现出许多反直观的效应。量子力学中不能表示成直积形式的态称为纠缠态。
纠缠态之间的关联不能被经典地解释。所谓量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间存在非定域、非经典的强关联。量子纠缠涉及实在性、定域性、隐变量以及测量理论等量子力学的基本问题，并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用。
多体系的量子态的最普遍形式是纠缠态，而能表示成直积形式的非纠缠态只是一种很特殊的量子态。历史上，纠缠态的概念最早出现在1935年薛定谔关于“猫态”的论文中。
其实从量子纠缠本身的系统就可以看出它与互补原理和不确定性原理有紧密关系。不确定性原理体现了“联系”，即位置和动量的联系。互补的原理体现了“矛盾与统一。”两者结合的必然结果就是“纠缠”。”而且贝尔不等式是永久成立了，不可出现爱氏思考的那样。即通过隐变量理论可以完整解释物理系统所有可观测量的演化行为，从而避免掉任何不确信性或随机性。


而且干涉量子纠缠的时候，量子纠缠态会立即消除，也就是这种关联态函数的描述现象终止。
这也是说明了，量子纠缠的“局域”性。它不会像引力那样，具有“广域”性。但整个量子力学的非定域，其实也是一种“广域”，在这种“光域”下量子纠缠遵从一定的法则存在。
再通俗一点举例解释可以这样理解，两个或两个以上的粒子的量子纠缠态是一体的东西，在一个波函数描述之下，和距离无关。就好像是两个人坐一个跷跷板玩。A和B坐在上面的时候，就有了联系。A下去，B必然上来；相反B下去，A立刻上来。但我们不能说这种联系是超距的，也就是A和B之间的变化是超光速完成的。要知道这和A和B直接的距离“无关”，与他们之间的联系态有关。

6. 量子为何会纠缠，它会缠绕的本质原因是什么呢？

量子纠缠到底是什么？原来它才是罪魁祸首

7. 量子会相互纠缠，那么它的本质原因是什么？

量子既然是不连续的“最小单元”，那么它就应该是处在物质与能量的临界点上。根据其所处的自然状态不同，时而呈现物质特征，时而有呈现能量特征。所以，量子纠缠就是一对量子通过能量的束缚或者叫沟通而进行的物质或信息联系。因此，量子纠缠的本质就是物质与能量之间的相互制约或者叫牵制。
究竟什么是量子纠缠
那些普朗克常数能发挥明显作用的现象叫做量子现象，这些具有量子现象的微观粒子都可以看作是量子。所以量子不是某种粒子的称呼，而是具有量子现象的微观粒子的统称。其次我们需要明白，微观粒子具有波粒二象性。这个性质毫无疑问已经被大量的实验观测所证实。微观粒子跟我们宏观经验世界的物质不同，它们既是物质又是波，不是我们看到过的任何东西。全同粒子。这是量子力学里面对同一类粒子的定义，比如所有的电子是全同粒子；所有的中子是全同粒子；所有的子是全同粒子。
什么是量子化
“量子化”指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任意值或连续值。所以，现在有关量子的研究都是在利用形象思维，从现实入手进行研究。现在各国的研究都还处在现象统计、归纳、总结阶段，要想真正揭露量子的本质还有一个相当长的过程。因此，要真正揭露量子纠缠的原因、以及量子纠缠的本质，就需要更长的时间才能实现。
量子为什么会纠缠
量子纠缠是量子世界一种令人惊奇的现象。两个粒子的外部信息是共同的，一个纠缠量子动了，另外一个纠缠粒子便会互动。它们的内外部信息是一体的，永远没有距离，彼此不分。量子纠缠是一个内外信息的问题，小粒子可以纠缠，大粒子也可纠缠。两个纠缠的粒子信息是一样的。如果来了一个新粒子和其中的一个发生纠缠，就必须信息同化，必须一样。自然多余的信息就给了那落单的粒子了。在外来粒子取代原有粒子的同时，在外部信息改变中，粒子内部信息同时发生改变。
量子纠缠现象大师们都很难说明白
量子纠缠是量子系统的一种现象，理论很复杂，要说清楚很难。以爱因斯坦为首的经典物理学派认为，量子力学里面的一些无法预测的“诡异”现象，如量子纠缠“鬼魅般的超距作用”，主要是其理论尚不完备，有一些深层次隐性规律还没有被人们所认识，他把这种规律称为隐变量，只要找到这些隐变量，这些现象就不诡异了。争论的对方叫“哥本哈根派”，其代表人物有波尔、波恩、海森堡等，他们的理论被称为“哥本哈根诠释”。核心是坚持观测事实，认为粒子的波粒二象性、不确定性原理、波函数塌缩、量子纠缠等奇异特性，是量子世界的固有特性。
总结
这个强关联的量子，其实就是量子纠缠。只不过爱因斯坦定义为强关联，薛定谔读完爱因斯坦的论文大受启发，把这种现象改为了量子纠缠。所以，如果各位真的想了解量子为何会纠缠，又是如何纠缠的，本质原因是什么，不妨看看爱因斯坦的论文。不过，相信各位和我一样，几乎看不懂。我们唯一做的就是，记住量子纠缠存在，以及纠缠态量子的一些特点就行。

8. 量子会相互纠缠，那么它的本质原因有哪些？

量子纠缠是量子力学所预言的一种特殊现象，是指多个微观粒子的量子态存在的一种相关性，在不确定性原理下表现出一种超距作用。如果你看不太明白上面这句话，就只能继续看下文了……量子力学哪有一句话能讲清楚的……




起源——决定论与非决定论之争在上世纪2、30年代，在普朗克、爱因斯坦等人所建立的旧量子论基础上，发展起了以玻尔为首的哥本哈根学派为代表的量子力学，它的核心思想是海森堡所提出并由玻尔修正完善的不确定性原理。这个原理指出，微观粒子的状态——量子态在本质上是不确定的，而非由于测量技术的限制导致无法确定。这意味着力学理论无法在物理层面上对微观粒子进行精确预言！




作为决定论的坚决拥护者，爱因斯坦对这种观点进行了严厉的驳斥，与玻尔为首的哥本哈根学派进行了多次激烈辩论。他有一句不讲道理的名言：“上帝不掷骰子！”以表达他对决定论的信仰。玻尔毫不退让地针锋相对：“别干涉上帝做什么。”




一个由反对者提出的理论预言用信念去驳斥科学理论是无力的，于是爱因斯坦想出了各种思想实验企图证明哥本哈根学派的量子力学之荒谬，但都被玻尔等人一一化解。最后，爱因斯坦跟同事波多尔斯基和助手罗森三人共同发表了一篇论文《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》驳斥哥本哈根学派的量子力学。该论文后来以三人的名字首字母命名为EPR论文，他们根据哥本哈根诠释提出一个违背狭义相对论的量子现象：




以特殊方式制造一对光子，然后用光路把它们分开到足够远，比如相隔1光年，基于守恒定律，这两个同时产生的光子的量子态存在某些关联，比如自旋方向和动量。也就是当我们测量其中一个的某个状态，就必然同时得到另一个的对应状态。如果按照哥本哈根学派所说的，微观粒子在测量前并不存在确定的状态，在测量后才随机坍缩到一个随机的状态，那么当我们测量这对量子态相关联的光子其中一个，我们获得它的某个状态，我们也同时知道了一光年外那个关联光子的对应状态。那么问题来了，如果光子A的状态是测量时才随机确定的，那一光年外的关联光子B又是怎么瞬时获得光子A的状态，从而选择坍缩到对应的状态？这显然超光速了！




爱因斯坦等人认为，这对光子的状态是在产生的那一刻就确定的，无论此后分隔多么遥远，两者的状态都不会改变，因此我们测量其中一个就能同时知道另一个。爱因斯坦等人提出的这一理论预言相当致命，直接把哥本哈根学派的量子力学推到了狭义相对论的对立面。




玻尔的反击哥本哈根学派的大BOSS玻尔当然不同意爱因斯坦的观点，但他同时也不愿意挑战狭义相对论的正确性，他眉头一皱计上心头：光子对的状态并不是制造时就确定的，在测量前甚至不存在两个光子，而是所有可能状态的叠加，这些叠加的状态里就包含了产生两个关联光子的所有状态。也就是说在测量时，不是两个关联光子的波函数（描述微观粒子的状态函数）分别坍缩，而是一个波函数坍缩产生了两个关联的光子。




这样，玻尔成功避免了两个光子需要超光速通信的尴尬。因此这个由爱因斯坦发现的“悖论”实际上并非悖论，后来被称为EPR佯谬，波函数的提出者薛定谔给他起名：量子纠缠。
有同学可能要问了，一个波函数坍缩出两个相隔1光年的光子不还是超光速了吗？但量子力学就是这么不讲道理，因为波函数本身就是全空间分布的，波函数坍缩也是全空间坍缩的，无论坍缩到的是1个光子还是100个光子其实都一样。如果认为坍缩到两个光子就是超光速，那么其实坍缩到一个光子你也会认为超光速！比如单光子波函数的全空间坍缩，你就会问，其余所有可能位置的这个光子怎么知道自己已经坍缩到被测量到的那个位置了？如下图：




波函数坍缩这个过程，作为量子论奠基人的爱因斯坦是接受的，因为有实验依据，他当然不会认为在薛定谔波动力学描述的波函数坍缩到海森堡矩阵力学描述的光子时，测量到的光子还要通知其余位置的光子不要出现……这画面想想都觉得搞笑……
因此我们可以认为爱因斯坦对玻尔的反击虽然不接受，但没有异议。




问题的答案回顾完量子纠缠提出的历史，我们要来回到开头的问题：量子为什么会相互纠缠？
答案是：因为守恒。无论是动量守恒、角动量守恒还是各自守恒，一堆关联在一起的微观粒子的整体物理量都必须守恒！
第二个问题：量子纠缠的超距作用的本质原因是什么？
答案是：微观粒子的叠加态。
终极问题：叠加态本质上又是什么原因导致的？
答案是：不知道……这就是一个物理事实，不知道为什么……




最后的忠告：不要尝试从逻辑上理解量子力学。
（以上图片来源于网络，如有侵权请联系删除）