在廣袤無(wú)垠的宇宙里，我們每日醒來(lái)，眼之所見(jiàn)，皆是熟悉而穩(wěn)定的存在：那棟房子、那個(gè)衣柜、那臺(tái)電視和電腦，當(dāng)然，還有我們親愛(ài)的家人。早晨的日?？偸悄敲匆?guī)律：先去廁所，然后洗漱。或許你從不曾留心，但無(wú)疑馬桶就坐落在那兒，牙刷和洗面奶亦如此，這些物件不會(huì)無(wú)端消失。

這一切顯得如此尋常，我們也早已司空見(jiàn)慣，因?yàn)樵谖覀兊暮暧^世界，幾乎所有事物都是可預(yù)見(jiàn)的，或者說(shuō)是確定的，遵循一套我們?cè)缫蚜私獾淖匀环▌t。如若無(wú)人觸碰馬桶，它自會(huì)在原位，不會(huì)憑空消失。這正是經(jīng)典力學(xué)中的可預(yù)見(jiàn)性。只要遵循大自然的規(guī)律，我們幾乎能對(duì)所有事物做出精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，籃球投籃，理論上而言，只要能夠精確掌控投球的力量、方向、角度，加上投籃瞬間的風(fēng)速、濕度等諸多因素，投球入網(wǎng)便成定局。這就是確定性。還有更明顯的例子，你面前的一堵墻，兩米之高，你不可能無(wú)障礙穿越！

但在量子世界里，情況就截然不同了。我們熟悉的宏觀世界規(guī)律，在微觀領(lǐng)域變得如此陌生。一個(gè)物體靜止不動(dòng)，在無(wú)外力作用下，它本該保持不動(dòng)。但在量子世界，物體可以同時(shí)存在于兩個(gè)地方，這對(duì)于生活在宏觀世界的我們來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是顛覆性的認(rèn)知。

如果沒(méi)有量子力學(xué)的誕生，有人告訴你“一個(gè)物體可以同時(shí)存在于兩地”，你一定會(huì)覺(jué)得此人瘋了！但量子世界就是如此奇異，而這種“奇異”是真實(shí)存在的，但科學(xué)家們至今仍未明了量子世界奇異的根本原因：究竟是何種力量令量子世界如此獨(dú)特？

這種無(wú)知一直困擾著科學(xué)家們，也對(duì)我們理解現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。然而隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，科學(xué)家們正逐漸接近真相！

這一切得益于量子計(jì)算機(jī)的構(gòu)想。量子計(jì)算機(jī)在計(jì)算速度上遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，雖然傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)已足夠強(qiáng)大，但在量子計(jì)算機(jī)面前顯得緩慢無(wú)比。如果人類能成功制造量子計(jì)算機(jī)，一場(chǎng)顛覆性的計(jì)算革命即將來(lái)臨！

這必須追溯到愛(ài)因斯坦這位偉人。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦作為當(dāng)時(shí)最杰出的年輕科學(xué)家之一，他們對(duì)物質(zhì)世界的探索引發(fā)了一場(chǎng)物理革命。

之前的科學(xué)家普遍相信光是波，但愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)的“光電效應(yīng)”徹底改變了人們對(duì)光的認(rèn)識(shí)，光同樣能展現(xiàn)粒子特性。既是波又是粒子？這讓科學(xué)家們非常困惑。

這種困惑讓科學(xué)家們重新審視物質(zhì)（包括光）的性質(zhì)。經(jīng)過(guò)深入研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)微觀粒子更呈現(xiàn)出波的特性，用波函數(shù)來(lái)描述它們最為恰當(dāng)。波函數(shù)能夠計(jì)算出微觀粒子在某處出現(xiàn)的概率，在被觀測(cè)之前，微觀粒子可能存在于任何地方。

波函數(shù)描述的“概率”會(huì)帶來(lái)讓人“難以置信”的結(jié)果：當(dāng)你面對(duì)一堵10米高的實(shí)體墻時(shí)，你無(wú)論如何也不可能徒手跨越，但在量子世界里，你完全有可能直接“穿越”到墻的另一側(cè)，這便是“量子隧穿”，因?yàn)槲⒂^粒子可能隨機(jī)出現(xiàn)在任何地方，或者說(shuō)在任何地方出現(xiàn)的概率都不為零。

愛(ài)因斯坦認(rèn)為量子世界的這種不確定性是荒謬的，因此，他與鮑里斯·波德斯基、內(nèi)森·羅森共同發(fā)表了論文，即著名的“EPR悖論”，展示了一個(gè)由概率控制的世界。

在“EPR悖論”中，展示了在特定條件下，兩個(gè)微觀粒子可以形成一個(gè)整體，彼此糾纏，任何一方的行為改變都會(huì)瞬間影響到另一方，不管它們相距多遠(yuǎn)，這就是“量子糾纏”。

但在經(jīng)典物理學(xué)中，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論強(qiáng)調(diào)信號(hào)只能以光速傳播，不可能瞬間完成。例如，相距一光年的兩個(gè)糾纏粒子應(yīng)該需要億年時(shí)間才能相互響應(yīng)。但根據(jù)“EPR悖論”，兩個(gè)粒子間可以瞬間相互響應(yīng)，難怪愛(ài)因斯坦將其稱為“幽靈般的超距作用”。

當(dāng)時(shí)愛(ài)因斯坦的聲望頗高，但量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一薛定諤提出了反駁愛(ài)因斯坦的觀點(diǎn)，將量子糾纏稱為一種現(xiàn)象，并主張量子世界和宏觀世界應(yīng)分開看待。

然而，以愛(ài)因斯坦為首的物理學(xué)家堅(jiān)持用經(jīng)典物理的方式來(lái)詮釋這種詭異的量子糾纏現(xiàn)象，他們認(rèn)為兩個(gè)糾纏中的微觀粒子從一開始就擁有確定的特性，而這些特性只是通過(guò)觀測(cè)才發(fā)現(xiàn)。

舉個(gè)例子：你把一副手套分別放在相隔非常遠(yuǎn)的兩個(gè)地方，當(dāng)你看到左手套時(shí)，你便會(huì)知道另一只手套是右手套?！坝沂痔住边@個(gè)信息并不是你觀測(cè)時(shí)才出現(xiàn)的，而是本來(lái)就是這樣，是現(xiàn)實(shí)的一部分，是確定的。

這個(gè)理論似乎用經(jīng)典物理的方式很好地詮釋了量子糾纏現(xiàn)象，同時(shí)遵循了經(jīng)典物理學(xué)的“局域性”（在量子非局域性得到證實(shí)之前，物理學(xué)界普遍認(rèn)為粒子具有局域性，光速是所有物體和信息傳遞的速度上限，這也被稱為局域?qū)嵲谡?，是?ài)因斯坦等物理學(xué)家在20世紀(jì)初提出來(lái)的）

然而自1964年以來(lái)，以物理學(xué)家約翰·斯圖爾特·貝爾為代表的科研團(tuán)隊(duì)實(shí)施了一系列極其精密的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人矚目，證實(shí)了量子糾纏的實(shí)質(zhì)存在，同時(shí)展示了量子領(lǐng)域的非局域性特征。

然而，關(guān)于局域性的討論與爭(zhēng)議仍然持續(xù)不斷。

擁護(hù)EPR的科學(xué)家們提出了他們自己的見(jiàn)解：量子領(lǐng)域同樣遵從某種與經(jīng)典物理相似的基本法則。以一套手套為例，EPR的支持者們堅(jiān)信，物體的性質(zhì)是固定不變的，并且可以通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)探知這些性質(zhì)。換言之，右手的手套永遠(yuǎn)是右手的，這是一種永恒不變的屬性。無(wú)論以何種方式觀測(cè)，結(jié)果都應(yīng)如此。

不過(guò)，貝爾的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在量子領(lǐng)域，兩個(gè)粒子間確實(shí)存在相互作用。言下之意，一個(gè)粒子的特性會(huì)受到另一個(gè)粒子的影響，當(dāng)我們觀察其中一個(gè)粒子時(shí)，兩個(gè)粒子作為一個(gè)整體的性質(zhì)也會(huì)受到影響，這違背了人們的直觀認(rèn)知。

為深入理解量子世界為何如此奇特，就必須進(jìn)行一系列涉及非局域性的測(cè)試，且需要在不同環(huán)境條件下重復(fù)這些測(cè)試，并對(duì)比其結(jié)果。然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的挑戰(zhàn)巨大，因?yàn)榄h(huán)境中任何微小的變化（例如噪音等）都可能對(duì)測(cè)試結(jié)果造成顯著影響。

在2016年，兩個(gè)科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)量子糾纏現(xiàn)象進(jìn)行了極為有力的測(cè)試，結(jié)果驗(yàn)證了量子領(lǐng)域的怪異特性，然而長(zhǎng)期以來(lái)，這一成果并未獲得物理學(xué)界權(quán)威如愛(ài)因斯坦等人的認(rèn)可。這是因?yàn)?，?duì)于當(dāng)時(shí)物理學(xué)界的許多人而言，非局域性的概念撼動(dòng)了對(duì)時(shí)間、空間和因果關(guān)系這些現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的認(rèn)知。

盡管如此，真正意義上的量子計(jì)算機(jī)可能不久將被開發(fā)出來(lái)，其對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生的影響將是深遠(yuǎn)的。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)處理信息并執(zhí)行命令，依賴于芯片上數(shù)以億計(jì)的晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。晶體管只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，分別用1和0表示。理論上，只要有足夠的晶體管，幾乎可以實(shí)現(xiàn)任何計(jì)算，甚至能夠模擬真實(shí)宇宙。

而量子計(jì)算機(jī)則更加強(qiáng)大，量子比特的波函數(shù)可以同時(shí)以1和0或其他更多狀態(tài)存在，這就是所謂的量子疊加態(tài)。得益于這種特性，一個(gè)量子比特能夠同時(shí)表示兩種甚至更多狀態(tài)。

所以，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要依次嘗試所有可能解時(shí)，量子計(jì)算機(jī)能夠同時(shí)探索所有可能性！這種變革是徹底革命性的。

然而，這一切僅限于理論層面，實(shí)際操作遠(yuǎn)比這復(fù)雜，量子算法同樣極具挑戰(zhàn)性。

量子計(jì)算機(jī)雖然潛力無(wú)限，但許多核心技術(shù)問(wèn)題仍有待解決。微觀粒子的疊加態(tài)使得就連物理學(xué)專家也難以弄清楚量子計(jì)算機(jī)的實(shí)際運(yùn)算過(guò)程。

對(duì)許多科學(xué)家而言，量子糾纏的概念令人感到“驚恐”，它完全顛覆了我們過(guò)往的所有認(rèn)知。但隨著量子力學(xué)百年來(lái)的發(fā)展，其核心已經(jīng)不再是與傳統(tǒng)觀念相沖突的混亂理論，而是描述量子世界真實(shí)行為的科學(xué)真理，這些特性將為量子計(jì)算機(jī)帶來(lái)突破性的計(jì)算優(yōu)勢(shì)。

讓我們期待量子計(jì)算機(jī)的誕生，它的問(wèn)世也許會(huì)將量子世界的秘密公之于眾，帶給人類前所未有的啟示。