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
被称为纠缠的量子现象不断扩展其触角，将越来越多的粒子纳入其诡异的怀抱。
量子纠缠是一种效应，通过这种效应，多个粒子共享相关的属性——跨越任意大的距离——瞬间到位。例如，位于不同位置的一对纠缠光子可以通过它们的偏振连接起来，偏振是描述光波振荡方向的属性。测量一个光子的偏振，另一个光子的偏振会立即呈现相同的值。换句话说，光子要么都是水平偏振的，要么都是垂直偏振的，但在测量其中一个之前，它们都不会呈现确定的值。
如果这让你觉得有点违反直觉，你并不孤单。阿尔伯特·爱因斯坦曾经将量子纠缠贬斥为“幽灵般的超距作用”。正如他和他的同事在 1935 年写道，“任何合理的现实定义都不应允许这种情况发生。” 不管是否合理，纠缠似乎确实是现实的一部分，正如大量实验已经证明的那样。
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现在，中国科学技术大学（USTC）上海的研究人员已经纠缠了不是一对而是四对光子，连接了八个光子的偏振。这项成就发表在 2 月 12 日在线发表于自然·光子学的一项研究中，扩展了先前纠缠多达六个光子的实验范围。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）甚至更大的集合已经使用单个原子作为首选粒子进行了纠缠，但纠缠光子对于量子通信方案来说具有很大的前景，因为它们可以跨越远距离传输信息。
纠缠是一种脆弱的状态，并且有效率地纠缠光子是一项重大挑战；物理学家通常会产生大量光子，才能成功纠缠每一对粒子。创建多对纠缠光子的难度随着数量的增加呈指数级增长。中国科学技术大学的姚星灿和他的同事计算出，如果他们只是将先前的六光子实验扩展到包括另一对纠缠光子，那么生成一个纠缠八光子集将大约需要 10 个小时的实验时间。（物理学家通过运行需要大量光子样本的统计测试来验证纠缠的存在，因此一个需要数小时才能产生单个纠缠态的实验实际上是慢得不可行的。）为了克服这一限制，研究人员使用了一种光学方案，该方案过滤掉的光子更少，从而提高了纠缠光子的输出。
借助“明亮”的纠缠光子源，研究人员设法以更高的频率生成了四对相互纠缠的光子对。他们报告检测到数百组纠缠光子，速率约为每小时九组，这足以运行验证所有八个光子确实在量子层面连接所需的各种统计测试。
有关纠缠的轻松概念性解读，请查看我最近与大众科学的常驻纠缠专家乔治·穆瑟以及我们的同事玛丽·卡梅莱克和埃里克·奥尔森制作的视频。