量子纠缠是物理学中一种复杂的现象，通常被错误地描述为遥远的量子物体之间的一种隐形连接，使一个物体能够立即影响另一个物体。阿尔伯特·爱因斯坦曾著名地将这种纠缠的想法斥为“鬼魅般的超距作用”。实际上，纠缠最好被理解为信息，但这确实很平淡。因此，如今，每一篇关于量子纠缠的新闻报道、解释性文章、观点文章和艺术诠释都将这种现象等同于爱因斯坦的怪异感。随着2022年诺贝尔物理学奖授予阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、约翰·F·克劳泽（John F. Clauser）和安东·塞林格（Anton Zeilinger），情况只会变得更糟，因为他们因量子纠缠实验而获奖。但是，现在是时候摆脱这个形容词了。称纠缠为怪异完全误解了它的实际运作方式，并阻碍了我们理解它的能力。
1935年，物理学家埃尔温·薛定谔创造了“纠缠”一词，并强调它“不是一个，而是量子力学的特征，是使其完全背离经典思维路线的特征。” 他写这篇文章是为了回应爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和内森·罗森（Nathan Rosen）一篇著名的论文（物理学家通常简称为EPR论证），该论文声称量子物理学是不完备的。《纽约时报》的头条新闻写道：“爱因斯坦抨击量子理论”，这巩固了人们普遍认为爱因斯坦讨厌量子物理学的看法。
EPR论证关系到日常现实的概念，即将现实视为世界上事物的集合，这些事物具有物理属性，等待通过测量来揭示。这是我们大多数人直观理解现实的方式。爱因斯坦的相对论理论符合这种理解，并认为现实必须是局域的，这意味着没有什么东西可以比光速更快地影响其他任何东西。但是，EPR表明，量子物理学与这些思想不相容——它无法解释局域实在论理论。换句话说，量子物理学缺少了某些东西。为了完善量子物理学，爱因斯坦建议科学家应该寻找“更深层次”的局域实在论理论。许多物理学家回应并捍卫量子理论，但这个问题一直未解决，直到1964年物理学家约翰·S·贝尔（John S. Bell）提出了一个实验，可以排除局域实在论的存在。克劳泽是第一个进行这项测试的人，后来阿斯佩和塞林格改进并完善了这项测试。
一篇关于典型的文章纠缠的文章告诉我们，当粒子相互作用产生“连接”时，就会出现纠缠，无论这些粒子相距多远，这种连接都会持续存在。此外，对一个粒子采取的行动立即影响另一个粒子，或者我们被告知是这样的。但是——即使是许多专家也犯了错误——量子物理学并没有这样说。量子物理学没有说世界是怎样的。相反，量子物理学只描述我们为检验我们关于世界如何运作的理论而做的实验——它为实验中可能发生的各种结果提供了概率。将量子物理学概念解释为物理现实处方的冲动，源于我们传统上教授物理学的令人遗憾的方式。
我在悉尼科技大学向二年级计算机科学专业的学生教授量子物理学。每年秋天，我都会让青少年掌握量子纠缠的工作知识，而不会告诉他们它是怪异的，方法是引导他们自己完成工程化量子现象的过程。一位前学生说，他们理解了2022年诺贝尔物理学奖的报道，因为我让学生编程量子计算机来产生纠缠。另一位前学生告诉我，他们很难弄清楚神秘的怪异感应该在哪里。我建议，也许他们不必寻找他们不会找到的东西。
通常，物理老师在讲授纠缠时，会从爱因斯坦开始，介绍局域实在论等概念，并最终必然会提及实验者的自由意志。但不必如此。从信息的角度，而不是物理学的角度，理解量子物理学的工作原理以及它如何脱离经典世界要容易得多。让我们考虑一个例子。
想象一下，艾丽斯（Alice）和鲍勃（Bob）两个人涉嫌犯罪，并且被隔离在不同的房间里接受审问，无法互相沟通。他们每个人都被问到两个可能的问题中的一个。他们必须互相印证对方的故事才能获得自由。但是，有一个陷阱：问题中包含一个陷阱，如果他们都被问到第二个问题，他们必须给出相反的答案。艾丽斯和鲍勃在进入房间接受审问之前就知道这一切。因此，他们做了显而易见的事情，并设计了一个策略，以便他们的答案将以正确的方式相关联。但是，很快就变得显而易见，没有可能的策略可以让他们获得自由，因为他们不会知道另一位调查员问了哪个问题。艾丽斯和鲍勃能做的最好的事情是，在75%的时间里正确回答问题，即对每个问题都给出相同的答案，并接受他们在四种情况中的一种情况下会失败。
到目前为止，艾丽斯和鲍勃只使用了经典信息。但是，通过共享量子信息，他们成功的概率高于75%。他们通过使用量子信息数学而不是经典信息来设计策略来实现这一点。直觉解决方案需要对线性代数有一定的了解，因此我不会在此处详细介绍。但事实是，他们共享的量子信息需要相关性，这意味着它是纠缠的。这在调查员看来很怪异，因为他们只使用经典信息进行推理。但这并不怪异。在任何信息理论中，相关性都是普遍存在的。因此，通过量子信息的视角，纠缠并不奇怪或罕见，而是可以预期的。信息视角完美地说明了要求对量子现象进行经典描述的核心问题：这是错误的语言。诺贝尔奖获得者是第一个证明这是自然事实的人。今天，您可以按照他们的脚步，通过在真正的量子计算机上创建纠缠并处理相关的量子信息，来效仿他们。
爱因斯坦希望将自然界的所有事物都用简单而紧凑的经典描述来识别。但是，我们现在知道，量子信息提供了对自然界最准确的描述，这种描述是用我们不说的语言写成的。接受这一点使我们从传统物理学的局限性中解放出来，并通过促进主动学习，使教学更加自然。量子信息视角阐明了物理学中最深刻的一些问题。例如，量子信息是理解黑洞之谜，甚至可能是整个宇宙的关键。它还引导我们开发新的量子技术，这些技术可以快速自动地编码和处理量子信息。
在20世纪下半叶，计算机迅速改变了社会的方方面面，改变了我们对宇宙和自身的理解。我们认为它们是实现这一目标的终极工具，但我们错了。科学家现在认为，终极机器是量子计算机，其全部潜力尚待实现。确定量子计算机何时会变得普及以及它们将解决哪些问题，是一项水晶球式的预测。但是，我们已经知道它们可以解决一小部分问题，例如分解数字、搜索数据库或模拟化学反应。如果您有这样的问题，您可能正需要一台量子计算机。您会喜欢它的；另一方面，爱因斯坦会讨厌它。