本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
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我第一次亲眼看到量子纠缠是在 2011 年 8 月去科尔盖特大学的公路旅行中。天知道有多少关于量子领域的博客文章和杂志文章，总是将其描述为怪异。但我从未亲眼见过这种所谓的令人震惊的现象，这有点令人尴尬，因为我自己也写过许多这样的文章和帖子。在研究生院，我上了一门量子力学课，用两个牛油果色的螺旋笔记本写满了方程式，但教授一次也没有向我们展示方程式所描述的现象。所以当我们驶出我家车道时，我感觉自己像一个朝圣者，踏上了一段我一生都在为此准备的旅程。这段视频展示了结果。它是我与《大众科学》物理学副编辑约翰·马特森和该杂志的视频大师埃里克·奥尔森合作开展的视频项目的一部分。在第一部分中，我们和我们的同事玛丽·卡梅莱克 用隐喻的方式戏剧化了量子纠缠的含义。现在您可以观看非隐喻的版本。
十年前，我就认识了科尔盖特大学教授恩里克·加尔韦斯，因为他对光的轨道角动量的研究。我再次拜访他是因为他作为大学实验室课程中学生可以做的量子实验先驱而享有盛誉，他慷慨地抽出一天时间为我们演示这些实验。该视频重点介绍了爱因斯坦设计并在 1935 年与鲍里斯·波多尔斯基和内森·罗森共同发表的一篇著名论文中提出的著名 EPR 实验。最后，它提到了物理学家约翰·贝尔在 20 世纪 60 年代中期提出的详细阐述，这证明纠缠代表了一种非定域性——或者，正如爱因斯坦所说，“幽灵般的超距作用”。该实验需要创建成对的光子，然后这些光子必须经过一系列偏振滤光片（如上图所示）的考验。偏振器的方向经过调整，使得单个光子有 50% 的机会通过。当两个光子都通过各自的偏振器时，设备会记录到“符合”。对于一对非纠缠的光子，这种情况发生的几率为 25%——这相当于抛掷两枚硬币并看到两个正面。然而，对于纠缠的光子，概率范围从 0% 到 50%，具体取决于相对偏振器方向。光子以普通机会定律不允许的方式相关联。这就像您抛掷两枚硬币，而它们总是落在同一面上。像许多物理实验一样，当您第一次看到装置时，您会专注于吸收所有复杂性。实验台上的许多设备在技术上是必不可少的，但在概念上是无关紧要的；例如，它可以确保光的对准。数据读数也需要一些解释：要将符合率转换为概率，您需要考虑粒子探测器的效率。“实际进行 EPR 测量并不是很光鲜，”加尔韦斯承认。但随后您就会明白您所看到的东西。光子的行为一致，即使没有任何已知的力或影响将它们联系起来。而且它们这样做时，即使彼此之间只隔着一个手掌的宽度，对于红外光子来说，这可能也有一百万英里远。事实上，加尔韦斯和其他人的努力启发了我，他们致力于简化这些实验，以至于我最近开发了自己的廉价版本，您可以在家中花费几百美元即可完成。图片来源：埃里克·R·奥尔森/《大众科学》