匯報人：龍馨馨量子糾纏

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PAGE物理概念歷史基本概念應用物理概念ONE物理概念在量子力學里，當幾個粒子在彼此相互作用后，由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質，無法單獨描述各個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，則稱這現象為量子纏結或量子糾纏（quantumentanglement）。量子糾纏是一種純粹發生于量子系統的現象；在經典力學里，找不到類似的現象。歷史TWO歷史

1935年，在普林斯頓高等研究院，愛因斯坦、博士后羅森、研究員波多爾斯基合作完成論文《物理實在的量子力學描述能否被認為是完備的？》，并且將這篇論文發表于5月份的《物理評論》。這是最早探討量子力學理論對于強關聯系統所做的反直覺預測的一篇論文。在這篇論文里，他們詳細表述EPR佯謬，試圖借著一個思想實驗來論述量子力學的不完備性質。他們并沒有更進一步研究量子糾纏的特性。首張量子糾纏圖像歷史薛定諤閱讀完畢EPR論文之后，有很多心得感想，他用德文寫了一封信給愛因斯坦，在這封信里，他最先使用了術語Verschr?nkung（他自己將之翻譯為“糾纏”），這是為了要形容在EPR思想實驗里，兩個暫時耦合的粒子，不再耦合之后彼此之間仍舊維持的關聯。不久之后，薛定諤發表了一篇重要論文，對于“量子糾纏”這術語給予定義，并且研究探索相關概念。歷史薛定諤體會到這概念的重要性，他表明，量子糾纏不只是量子力學的某個很有意思的性質，而是量子力學的特征性質；量子糾纏在量子力學與經典思路之間做了一個完全切割。如同愛因斯坦一樣，薛定諤對于量子糾纏的概念并不滿意，因為量子糾纏似乎違反在相對論中對于信息傳遞所設定的速度極限。后來，愛因斯坦更譏諷量子糾纏為鬼魅般的超距作用。歷史1972年，約翰·克勞澤與史達特·弗利曼（StuartFreedman）首先完成這種檢試實驗。1982年，阿蘭·阿斯佩的博士論文是以這種檢試實驗為題目。他們得到的實驗結果符合量子力學的預測，不符合定域性隱變量理論的預測，因此證實定域性隱變量理論不成立。但是，每一個相關實驗都存在有漏洞，這造成了實驗的正確性遭到質疑，在作總結之前，還需要完成更多精確的實驗。歷史這些年來，眾多研究結果促成了應用這些超強關聯來傳遞信息的可能性，從而導致了量子密碼學的成功發展，最著名的有查理斯·貝內特（CharlesBennett）與吉勒·布拉薩（GillesBrassard）發明的BB84協議、阿圖爾·艾克特（ArturEckert）發明的E91協議。2017年6月16日，量子科學實驗衛星墨子號首先成功實現，兩個量子糾纏光子被分發到相距超過1200公里的距離后，仍可繼續保持其量子糾纏的狀態。量子糾纏度量THREE量子糾纏度量量子糾纏與量子系統失序現象、量子信息喪失程度密切相關。量子糾纏越大，則子系統越失序，量子信息喪失越多；反之，量子糾纏越小，子系統越有序，量子信息喪失越少。因此，馮諾伊曼熵可以用來定量地描述量子糾纏，另外，還有其它種度量也可以定量地描述量子糾纏。對于兩體復合系統，這些糾纏度量較常遵守的幾個規則為

：糾纏度量必須映射從密度算符至正實數。假若整個復合系統不處于糾纏態，則糾纏度量必須為零。對于純態復合系統，糾纏度量必需約化為馮諾伊曼熵。對于命定性的定域運算與經典通訊（localoperationandclassicalcommunication）變換，糾纏度量不會增加。對于兩體純態，只有馮諾伊曼熵能夠量度量子糾纏，因為只有它能夠滿足某些量度量子糾纏必須遵守的判據。對于混合態，使用馮諾伊曼熵并不是能夠量度量子糾纏的獨有方法。應用FORE應用量子糾纏是一種物理資源，如同時間、能量、動量等等，能夠萃取與轉換。應用量子糾纏的機制于量子信息學，很多平常不可行的事務都可以達成：量子密鑰分發能夠使通信雙方共同擁有一個隨機、安全的密鑰，來加密和解密信息，從而保證通信安全。在量子密鑰分發機制里，給定兩個處于量子糾纏的粒子，假設通信雙方各自接受到其中一個粒子，由于測量其中任意一個粒子會摧毀這對粒子的量子糾纏，任何竊聽動作都會被通信雙方偵測發覺。密集編碼（superdensecoding）應用量子糾纏機制來傳送信息，每兩個經典位元的信息，只需要用到一個量子位元，這科技可以使傳送效率加倍。應用量子隱形傳態應用先前發送點與接收點分享的兩個量子糾纏子系統與一些經典通訊技術來傳送量子態或量子信息（編碼為量子態）從發送點至相隔遙遠距離的接收點。量子算法（quantumalgorithm）的速度時常會勝過對應的經典算法很多。但是，在量子算法里，量子糾纏所扮演的角色，物理學者尚未達成共識。有些物理學者認為，量子糾纏對于量子算法的快速運算貢獻很大，但是，只倚賴量子糾纏并無法達成快速運算。應用在量子計算機體系結構里，量子糾纏扮演了很重要的角色。例如，在單路量子計算機（one-wayquantumcomputer）的方法里，必須先制備出一個