物理学家安东·塞林格可能 не 理解量子力学，但这并没有阻碍他的道路。除了为运行在量子效应上的超强计算机和牢不可破的密码铺平道路外，这位 62 岁的奥地利人还具有以惊人的方式突破量子奇异性极限的天赋。最近，他观察到在加那利群岛的两个岛屿之间闪烁的微弱的量子纠缠光，距离为 144 公里。他梦想着将纠缠光从轨道上的卫星上反射回来。
尽管泽林格因其引人注目的实验而广为人知，但他这位维也纳大学的教授也同样致力于检验量子力学本身的基本假设。他的研究结果几乎无处可藏，只能得出量子现实 абсолютно 、无可 избежать 地 странно 的结论——以至于在作为学生 впервые 接触到量子力学 40 年后，泽林格仍然在摸索是什么让它运转起来。“我 сразу 得出了我认为是正确的结论，”他说，“没有人真正 понимает 它。”
近 17 年来，泽林格的工作一直围绕着纠缠光的技巧展开。如果两个粒子共享相同的模糊量子态，则称它们是纠缠的，这意味着它们中的任何一个 изначально 都不具备确定的属性，例如位置或极化（可以将其视为粒子的空间方向）。测量一个光子的极化，它会随机地呈现一个确定的值，例如，水平或垂直。奇怪的是，另一个光子的极化将始终与其伙伴的极化相匹配。泽林格的小组发明了一种用于纠缠极化的常用工具，他喜欢用一对总是掷出相同数字的骰子来 объяснять 这个概念。
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同样神秘的是，测量一个光子的极化会立即迫使第二个光子采用互补的值。这种变化是 моментально 发生的，即使光子跨越星系也是如此。对于 квантовая физика 来说，世界其他地方遵守的光速限制可以 leap。
科学家们已经开始将纠缠视为操纵信息的工具。纠缠光子网络可能使 исследователи 能够运行强大的量子算法，这些算法能够破解当今最安全的编码信息，或模拟用于药物和材料设计的分子。六年来，泽林格不断刷新纠缠光子数量的记录——三个，然后是四个（在 2004 年增加到五个，然后是六个，由他小组的前 исследователя 完成）。1997 年，泽林格 впервые 演示了量子隐形传态：他将一个光子与第二个纠缠对中的一个成员纠缠起来，导致第一个光子将其量子态 imprint 到另一个成员上。隐形传态可以保持量子计算机中的信号新鲜 [参见安东·泽林格的“量子隐形传态”；《大众科学》，2000 年 4 月]。
几年后，他的小组成为三个小组之一，将秘密信息编码到纠缠光子串中，窃听者无法拦截这些信息而不破坏消息。他 не 总是第一个实现这种壮举的人，但“他非常善于发现优雅的实验和能够传达他试图传达的内容的实验，”伊利诺伊大学量子 оптика 研究员保罗·G·克维亚特说，他曾是泽林格实验室的成员，现在是合作者。
“我做 физика 的唯一原因是 because 我喜欢基本问题，”泽林格一边吃着奶油奶酪和蜂蜜百吉饼一边说。他来到丹佛参加物理学会议，他将在会上告诉 собрание 同事们他在加那利群岛的拉帕尔马岛和特内里费岛之间发射纠缠光子的工作——将秘密纠缠信息的范围扩大了 10 倍。
他 широколицый 、面带微笑，戴着椭圆形眼镜，挤在胡须和一团蓬松的灰发之间，看起来有点像狼——准备捕捉量子猎物。“我所做的一切都是为了乐趣，”他说。
他的乐趣之一是 подтверждение 量子力学的奇异性。量子不确定性 notoriously 困扰着阿尔伯特·爱因斯坦，他称该理论为不完整的。他认为，即使我们 не 知道，粒子也应该知道自己在哪里和是什么，而且它当然 не 应以快于光速的速度接收信号。
在 1964 年，爱尔兰物理学家约翰·贝尔证明，对纠缠粒子的测量可以区分量子力学和爱因斯坦的立场，即局域性（信号以光速流动）和实在论（粒子具有确定的，尽管是隐藏的，属性）的混合体之前，爱因斯坦的观点仍然是一个解释问题，并且处于 gedanken 或思想实验的领域。
基于光的贝尔定理检验 требует 两个探测器快速切换方向，沿着这些方向测量纠缠对的极化。从统计学上讲，局域实在论规定，极化只能在一定百分比的测量中相关联或关联。在 1982 年的经典贝尔检验中，法国物理学家通过观察到更高的百分比，维护了量子力学——并颠覆了局域实在论，这为未来的尝试设定了标准。
泽林格 впервые 涉足纠缠领域是在理论家方面，当时他在 1989 年共同发明了贝尔定理的非统计版本，用于三个纠缠粒子——称为 GHZ 态，以发现者的姓氏命名（纽约城市学院的丹尼尔·M·格林伯格、马萨诸塞州伊斯顿斯通希尔学院的迈克尔·A·霍恩和泽林格）。三人设想了三个纠缠光子，每个光子都撞击一个探测器，该探测器设置为测量两个方向之一的极化，无论是水平-垂直还是扭曲的左或右。原则上，四种探测器设置的组合将建立一个单一的测量，能够区分量子力学与局域实在论。
伊利诺伊大学物理学家安东尼·J·莱格特说：“这是自贝尔的原始工作以来，量子力学与局域实在论理论比较的整个业务中最大的进步。”泽林格直到 2000 年才实现 GHZ 实验。
前一年，他还通过使用两个快速滴答作响的原子钟来排除探测器以某种方式比较以光速发送的笔记的可能性，从而 закрыть 了 1982 年法国实验中的一个漏洞（其他漏洞仍然存在）。
几个月前，泽林格报告说，他实施了一种新的统计贝尔检验，由莱格特设计，该检验将量子力学与一类理论进行比较，在这些理论中，纠缠光子具有真实的极化，但交换的隐藏粒子比光速更快地传播。原则上，这种比光速更快的理论可能完美地模仿了量子奇异性，并让实在论毫发无损。根据实验，情况并非如此：结果只能用量子不真实性来解释。
那么，什么想法取代了实在论？这种情况让人想起泽林格最喜欢的书之一，道格拉斯·亚当斯的幽默小说《银河系漫游指南》，其中一台 мощный 计算机计算了生命、宇宙和一切的意义，并吐出了数字 42。因此，它的创造者建造了一台更大的计算机来 выяснить 问题。（作为一名狂热的水手，泽林格将他的船命名为 42。）
如果量子不确定性像数字 42，那么什么想法使它变得可理解？泽林格的猜测是信息。就像一个 битный 可能是 0 或 1 一样，一个测量的粒子最终会在这里或那里。但是，如果一个粒子只携带一个 битный 的信息，那么它就 не 会剩下任何东西来指定其在测量之前的位置。
与爱因斯坦不同，泽林格接受随机性是现实的基石。尽管如此，“我 не 能相信量子力学是最终的答案，”他说。“我感觉，如果我们真正深入了解世界为什么会有量子力学”——42 来自哪里——“我们可能会超越它。这就是我希望的。”然后，最后，才会 понимание 。