在探究微觀世界的秘密時，一個奇異且引人注目的現象——量子糾纏，吸引了眾多科學家的目光。簡單地說，量子糾纏描述的是，當多個微觀粒子共同作用后，它們的性質會融合為一個整體，以至於無法單獨描述每個粒子的性質，而只能描述整個系統的性質。這種現象，被形象地稱為“量子糾纏”。
量子糾纏的概念最早源於一個著名的悖論——EPR佯謬。
EPR是三位對量子力學產生深遠影響的物理學家姓名的首字母，他們是愛因斯坦、波多爾斯基和羅森。這三位科學家在1935年提出了一個著名的思想實驗——EPR佯謬。其核心目標是論證量子力學的不完善性，並提出可能存在未被發現的局部隱變數。
具體來說，想像一個場景，一個系統內的兩個粒子，分別位於極遠的兩個地點。按照哥本哈根學派（以玻爾為首）的解釋，在沒有觀測前，這兩個粒子處於一種疊加狀態。也就是說，在沒有觀測的情況下，我們無法確定粒子的具體狀態，例如它是順時針旋轉還是逆時針旋轉。
事實上，在沒有觀測的情況下，粒子同時處於“順時針旋轉和逆時針旋轉”的疊加狀態，也就是說，“既是順時針旋轉也是逆時針旋轉”。但是，當我們嘗試查看這種疊加狀態時，被觀測的粒子會立即發生坍縮，從疊加狀態轉變為一個確定的狀態，即要麼順時針旋轉，要麼逆時針旋轉。而系統中的另一個粒子，即使沒有被觀測，它的狀態也會立即確定下來，並且與被觀測粒子的狀態完全相反。
這揭示了什麼？它意味著，不管兩個粒子相隔多遠，哪怕是幾千光年，只要我們觀測到其中一個粒子的自旋狀態，比如是向上的，那麼我們能立即確定另一個粒子的狀態，一定是向下的，彷彿兩個粒子之間存在某種“超距作用”。而一旦進行了觀測，兩個粒子之間的糾纏就會立即終止！
愛因斯坦將這種現象稱為“鬼魅般的超距作用”，因為這種作用似乎違反了狹義相對論中光速的極限和局部性。因此，愛因斯坦認為量子力學是不完整的，他認為兩個粒子在沒有被觀測之前就已經處於確定的狀態，而不是所謂的疊加狀態，我們的觀測只是揭示了早已存在的狀態。
讓我們通過一個例子來理解愛因斯坦的詮釋。假設有一雙手套，分別裝在兩個密封的箱子里，並放在相隔100億光年的兩個地方。只需打開其中一個箱子，發現是左手套，那麼我們能立即得知100億光年之外的另一個手套是右手套。
也就是說，手套的狀態實際上早已確定，與我們的觀測無關。我們的觀測行為自然也無法影響手套的狀態。
然而，以玻爾為首的哥本哈根學派卻不這麼認為。他們認為疊加態是量子力學的核心概念。
同時，另一位重量級物理學家薛定諤也站在了愛因斯坦的一邊，並提出了著名的“薛定諤的貓”思想實驗來諷刺哥本哈根學派關於疊加態的觀點。
玻爾堅持，在沒有觀測之前，粒子確實處於疊加態。假設小明在一邊的粒子旁，小李在100億光年之外的另一邊。小明旁邊的粒子如果是順時針旋轉，那麼小李旁邊的粒子一定是逆時針旋轉。
但這個過程並沒有傳遞任何資訊。小明不能立即讓小李知道他身邊的粒子是逆時針旋轉。小明只能通過經典的信息傳遞方式將信息傳遞給小李，這個過程可能需要花費100億年的時間。
當然，小明的觀測行為立即使得兩個粒子的糾纏狀態消失，疊加態也不再存在。因此，當小李觀測他身邊的粒子時，會看到它是逆時針旋轉。但小李獲得的資訊並不是小明告訴他的。最重要的是，小李甚至不可能知道他看到的逆時針旋轉狀態是否是由於小明的觀測導致的。
因為，不管小明是否觀測，小李想要知道他身邊粒子的狀態，都必須通過觀測。而且，不管粒子的初始狀態是疊加態還是確定態，小李看到的都只是最終的確定態！
簡而言之，玻爾認為量子力學肯定是完整的。
那麼，愛因斯坦和玻爾到底誰對誰錯呢？兩位科學家因此爭論了數十年，沒有定論，誰也未能說服誰。
但有一點需要澄清，他們的爭論焦點是“量子力學的完整性”，而不是量子力學本身的存在。實際上，無論是愛因斯坦還是玻爾，都承認量子糾纏的存在，只是解釋不同。
時間來到了1964年，著名物理學家約翰·貝爾提出了著名的“貝爾不等式”。之前的科普文章中對此有詳細介紹，這裡不再贅述。總之，如果貝爾不等式成立，那麼愛因斯坦的觀點就是正確的，存在局部隱變數。如果貝爾不等式不成立，那麼哥本哈根學派的觀點就是正確的，不存在隱變數。
幾十年來，科學家們進行了無數實驗以驗證貝爾不等式，結果顯示該不等式並不成立。也就是說，愛因斯坦是錯誤的，不存在局部隱變數，而玻爾為首的哥本哈根學派是正確的，量子力學是完整的。
這意味著，實驗結果證實了在量子糾纏中確實存在某種“超距作用”，物理現象並非都是局部的，也可以是非局部的。
然而，並不是所有人都接受驗證貝爾不等式的實驗結果。許多人認為實驗過程中存在漏洞，認為這樣的實驗不能證明量子糾纏是真實的物理現象。
但現實是，科學家們已經通過多種方式實現了光子的糾纏態。例如，早在2017年，中國的量子科學實驗衛星“墨子號”就成功地將兩個糾纏的光子分發到1200公里的距離后仍然保持糾纏態，這不僅是對貝爾不等式的又一次驗證，也是一次相對完善的太空實驗。