把球扔向墙面，它会反弹，然后你可以再次抓住它。到现在为止还挺好。球不会突然从墙上消失，也不会变成别的东西。你刚才看到的这种完全正常的、可预测的行为就是经典物理学在起作用。直到1900年，它一直被称为物理学。无论你是在讨论粒子还是行星，控制球反弹的规则都可以用来描述宇宙中的任何东西。

然后量子力学出现了。在过去的四十年里，我们的世界变成了一个非常陌生的地方。物体的行为就好像它们同时在两个地方一样，粒子的行为就好像它们可以同时出现在两个地方，从而导致了双重生命。量子世界的怪诞已经成为传奇，但这种怪诞的起源仍然是个谜。理论家一直继续努力解决一个几乎无法忍受的基本问题：是什么赋予了量子世界明显的反直觉的量子味道？

事实是我们还不知道。这种无知对我们对现实的理解以及我们在现实技术中使用量子现象的能力有着深远的影响。虽然多年来出现了不同的建议，但我们现在似乎离真正的答案越来越近了。

没有什么比建造量子计算机更具变革性的了。作为普通PC的卓越继承者，其传说中的优势被认为是一系列量子现象所致。如果我们已经确定了数量的真正根源，一场新的计算革命将很快到来。

一切都从阿尔伯特·爱因斯坦开始。在20世纪初，他站在一波年轻物理学家的前沿，他们对我们周围的世界做出了重大的发现。1905年，他令人信服地指出，光（长期以来被物理学机构认为是一种波）必须以非常类似粒子的方式行事。当用称为电子的亚原子粒子进行的实验显示它们像波一样向外扩散时，物理学界更加困惑。

“事实是，尽管量子计算具有革命性的潜力，但它的力量之源仍然笼罩在神秘之中。”

解释这些新现象需要重新思考光和物质的结构。人们发现，微观粒子和原子被发现具有更光滑的特性。它们最好的描述是用被称为波函数的数学实体来描述的，它计算了它们在不同地方存在的概率。直到你发现它们的确切位置，所有这些不同的可能性都同时存在。

用波函数和概率代替难以确定的结果，产生了一些令人吃惊的后果。这意味着当一个粒子面对一个硬屏障时，它被定位在另一边的概率为非零，允许它执行看似不可能的穿越隧道的壮举。

许多物理学家不喜欢这幅画面。其中最主要的是爱因斯坦，他对自己帮助引入的量子世界观的后果感到震惊。为了强调这一激进的新物理学的荒谬之处，他与普林斯顿大学的两位志同道合的同事鲍里斯·波德斯基(Boris Podolsky)和内森·罗森(Nathan Rosen)合作撰写了一篇论文。这篇被称为EPR悖论（Einstein-Podolsky-Rosen paradox）的论文，以作者的名字命名，展示了一个由概率控制的宇宙令人担忧的结果。EPR解释说，在适当的条件下，两个粒子的波函数可以紧密地绑在一起，或者纠缠在一起，以至于你在一个粒子上执行的任何动作似乎都会瞬间影响另一个粒子，不管它们相距多远。

这是异端邪说。在经典物理学的语言中，信号只能以光速传播。这意味着物体需要更多的时间来与距离它们更远的事物进行交流，而不是与紧挨着它们的物体进行交流。根据这一逻辑，经典物理学说，两个相距一光年的纠缠粒子需要整整12个月的时间才能对彼此的任何变化做出反应。然而，根据EPR的说法，这种反应似乎是瞬间发生的。难怪爱因斯坦称这个过程为“鬼魅般的超距作用”。

推翻爱因斯坦

但并不是每个人都这么害怕。埃尔温·薛定谔（Erwin Schr?dinger）是量子论的另一位先驱，他将纠缠作为一种现象，将量子世界和经典世界明确区分开来，称其为量子力学的特征。对于像薛定谔这样的物理学家来说，它的诡异使它成为寻找使量子世界具有量子性的关键成分的理想场所。

一直以来，像爱因斯坦这样的怀疑论者都不顾一切地用纯粹经典的方法来解释这种奇怪的孪生关系。一个建议是，这两个粒子具有预先确定的特性，这些特性是通过观察发现的。例如，如果你把一副手套分别放到宇宙的两端，当你发现一只手套是右手的时候，知道其中另一只手套是左手就不足为奇了。一只手套的并不是在另一只手套被检查的时候出现的，它一直以来都是它的身份中不可或缺的一部分。