为啥量子纠缠是量子信息的资源

在量子物理及相关技术发展的趋势下,特别是量子力学基本问题的研究，量子信息科学逐步兴起。其中贝尔不等式和量子纠缠的研究起了重要作用，演示了量子纠缠的重要性。

作为量子力学的线性叠加原理的后果，量子信息科学中有一个叫做“量子态不可复制”的基本定理：不可能存在一个基于量子力学演化的机器，它能够复制任意未知的量子态[5-6]。

粒子本身没有被传送，是量子态被传送，而该量子态原来的载体（A粒子）则改变了量子态，事实上变成与B粒子处于一个纠缠态，而且经典通信在量子态的传送中起了重要作用。这样，虽然Alice和Bob不知道被传的态是什么，但是这个态从A粒子传到了C粒子。注意，一个关键的步骤是Alice将测量结果通知Bob，否则量子态传送是不可能实现的。妙处是Alice和Bob都不知道被传送的态，而且粒子本身没有传送。

量子纠缠和量子隐形状态都不可能瞬间传递信息。如果Alice和Bob仅仅对两个纠缠粒子分别测量，是无法实现信息传递的，这是因为如果Alice不将对第一个粒子的测量结果通知Bob，后者是观测不到第二个粒子的任何变化的，观测结果与坍缩前的量子态也是完全融洽的（因为有随机性）。因此这里没有超光速信号的传输，量子纠缠并不违反相对论。对相对论的遵守也体现在量子隐形传态中，Alice必须将测量结果告诉Bob。但是事实上，任何超级大计算机的信号传输都不能超过光速。

正如量子隐形传态的最初理论文章中也提到的，量子隐形传态可以推广如下：粒子1和2处于一个贝尔纠缠态，粒子3和4处于另一个同样的贝尔纠缠态；粒子2和3一起被做贝尔测量，结果粒子1和4就会处于一个纠缠态，虽然它们没有相遇。这个实验的目的是验证，如果两个粒子同时处于同一个纠缠态，它们之间是否存在某种联系。

（编辑：银川站长网）

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