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叠加态和薛定谔的猫
想象一只猫和一小瓶氰化物被放置在一个密闭的盒子里 。 瓶子上方有一把用电子开关节制着的锤子 。 若是开关被随机发生的量子事务（例如铀原子的衰变）触发 ， 锤子就会砸下来 ， 把盛有氰化物的瓶子砸碎 ， 猫就会一命呜呼 。
这个由奥地利物理学家薛定谔设想的思惟尝试 ， 是用来申明叠加态的概念的 。
铀原子的衰变遵循量子纪律 ， 所以它的波函数有两个解：衰变或不衰变 。 按照量子理论 ， 在进行测量之前 ， 这两种可能性都是存在的 。 事实上你可以认为 ， 在测量之前 ， 铀原子同时衰变又不衰变 ， 处于两者的叠加态之中 。
因为猫的命运维系于铀原子的衰变环境 ， 所以你不得不认可 ， 当铀原子处于衰变和不衰变的叠加态时 ， 猫也将处于一种活和死的叠加态 。 便是说 ， 在我们打开箱子不雅察之前 ， 这只猫处于既死又活的状况 。
叠加态是量子计较机的根本 。 传统的计较机只对0和1操作 。 1比特的信息 ， 就是0或1 。 可是量子计较机直接对1量子比特进行操作 ， 而1量子比特是0和1两种状况的肆意叠加 ， 这种叠加形式几乎是无限的 。 这恰是量子计较机与传统计较机的运行速度不成同日而语的原因 。
什么是量子纠缠？
量子纠缠是指当两个粒子（例如光子）紧密亲密相关时 ， 对一个粒子的测量当即就会影响到另一个粒子 ， 不管两者相距有多远 ， 哪怕一个在地球上 ， 一个在宇宙的边缘 。
【我们人人都能懂的量子理论】这有点像你仍是个孩子的时辰 ， 可能玩过的一个游戏：叔叔每只手里都攥着一个彩球 ， 一红一蓝 。 先让你看 ， 看完把它们在背后夹杂 。 夹杂完再拿出来 ， 让你猜每只手中球的颜色 。 从你的角度来看 ， 这两个球就像发生了“纠缠”——若是他左手拿的是红球 ， 那就意味着他右手拿的必定是蓝球；反之亦然 。
但量子的环境更神秘 ， 因为在叠加态中 ， 每个“球”并没有确定的颜色 。 任何时刻 ， 都能以同样的概率闪现红或蓝 ， 并且是完全随机的 。
你若是不雅察一个“量子球” ， 那么它的波函数坍缩 ， 它将被迫选择一种确定的颜色闪现 ， 好比说是红色 。 可是与此同时 ， 远在宇宙边缘的另一个纠缠的“量子球” ， 它的波函数也立即坍缩 ， 它也立即以一种确定的互补颜色闪现了 ， 好比说是蓝色 。 问题是 ， 我们对后者并未做任何直接的不雅测 ， 没有对它发生任何感化呀 。
如许一来 ， 对一对量子纠缠的粒子中的一个进行操作（好比说不雅察） ， 似乎立即就能影响到另一个粒子 ， 不管它们相距多远 。 爱因斯坦感觉 ， 这违反了他的相对论提出的“任何活动或感化力的传递都不克不及跨越光速”的道理 ， 所以他给量子纠缠贴上了“鬼魂般的彼此感化”的标签 。
量子纠缠是“量子隐态传输”的根本 。 所谓量子隐态传输 ， 就是把甲地的一个粒子的状况刹时转移到乙地的另一个粒子上 ， 如同某些科幻小说中描写的“超时空传输” 。 不外请注重 ， 这里传输的不是粒子自己 ， 而是粒子的状况 ， 即传输的仅是信息 。
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量子理论的诠释
量子理论的上述思惟尽管很是神秘 ， 也很诱人 ， 但说真话 ， 年夜大都物理学家并不出格关心 ， 他们是适用本家儿义者 ， 只关心最后的计较成果：理论怎么诠释就随他去吧 ， 只要计较成果跟尝试相符就够了 。
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