纠缠不能传信:为什么「瞬时」是错觉
单边结果永远随机,所以传不了信息
约定一套暗号:你那边测 Z 基代表 0,测 X 基代表 1;我这边只看自己的比特是 0 还是 1,就能读出你的消息。听起来天衣无缝——纠缠的两边不是「同步」吗?真做一次就会发现,收到的永远是抛硬币。
单边永远是抛硬币
Bell 态的一边,单独沿任何方向测,两个结果都各一半。关键在于这个「一半」不随另一边改变:你把 A 端测了、没测、早测、晚测、换基测,B 端的单边统计一动不动。
会变的是联合分布。以 为例:A 测 Z、B 也测 Z,同号率 100%;A 测 Z、B 测 X,同号率掉到一半。换成 那一类,Z 基下同号率会是 0。可这些数字都要两张记录单并排才读得出来。
下面这个演示把 A 端钉死在 Z 基,只让 B 端转角;你可以把它读成「A 端换了设置」的等价操作。
演示里 B 端只显示最后一位,看不出比例;测上几百对,单边统计就是各半,φ 停在哪里都一样。
关联不是通信
要看出 100% 的同号,必须把两份记录放在一起逐行比对。这一步需要一条经典信道:电话、光纤、快递硬盘都行,但它们都受光速限制。整条链路的速度由最慢的一环决定,纠缠没有省掉任何时间。
量子隐形传态是最好的例子:它确实把态送了过去,代价是两个经典比特,还得先打电话。缺了那通电话,接收方手里只有噪声。
顺便说清「坍缩瞬间」是什么。它是条件概率的更新,不是远处发生的物理推动。A 得到 0 之后,只有把结果用经典方式送过来,你才知道「B 那一位现在可以按 |0⟩ 去预期」;消息到达之前,B 自己测出来的仍是各一半。这个「知道之后才更新」的差别,正是不可通信定理的内容:任何局部操作都改不了远处的边缘分布。
纠缠让两边的记录高度相关,可每一端的单边结果都彻底随机,而且不随另一端的设置改变。想利用关联,必须比对记录;比对要走经典信道。所以「瞬时」只是我们整理联合分布时的说法,不是信号。