為何超光速量子通信不可能實現

今年的Nobel物理獎賦予了研究量子糾纏的三位物理學家，許多人可能對量子糾纏感興趣起來，接著的熱門詞是量子通信，量子加密，量子計算等等。
現先簡單介紹一下量子糾纏。 
量子糾纏的現象是指科學家使用不同的方法從某種原子或基本粒子產生一對糾纏的量子，它們具有相反的屬性，比如一方是左旋，另一方就是右旋。在檢測它們之前，它們的狀態是不確定的。現在如果把他們分開，一旦檢測其中一個，得到其中某個性質，比如其自旋是左旋，在此同時，另一個量子必定是相反的右旋，這種現象是瞬時發生的。 
在糾纏的量子分開的情況下，不管雙邊距離多遠，糾纏的一方一旦檢測出一種狀態，遙遠的另一方會瞬時變為相反的狀態，這種瞬時變動是可以遠超過光速限製。有試驗給出超出光速的10000倍，還可以期望更高！
如果人們利用這種瞬時作用進行信息傳遞，就可以實現超遠距離，超快的通訊了。自然，這是一種非常令人神往的通信方式，現在許多人口頭上說到的“量子通信”往往就是指這種情況。
遺憾的是，至今為止量子糾纏的一方隻能檢測，不能人工設定，或不能編碼，因而超距（超光速）瞬時通訊是不可能實現的。
一旦（超光速）瞬時通訊真的實現了，它會麵臨一個因果律的困擾，可能產生“原因”和“結果”在時間上顛倒的狀況。對於任何現實生活中，邏輯推理上，各類科學裏，“結果”總是在時間上排在“原因”的後麵，一旦顛倒了，先有“結果”，後才出現“原因”，會使許多現象與自然不相容，科學與現實生活就亂套了。
本人前文《胡侃量子糾纏》討論過檢測中造成違反因果律的尷尬情況。
對於檢測中的因果關係問題，可以有一個合理的解釋：
在量子糾纏產生時，它是一個整體係統，不管兩方分離到多遠，仍然屬於同一係統，具有相同的時間和時刻的定義。盡管其中一個量子乘上了飛船，或衛星，它的時刻判斷仍然使用產生糾纏時的係統，而不采用相對高速運動的飛船，衛星的時間係統。這樣雙方的時刻永遠一致，沒有因果關係分裂的行為。
但是對於（超光速）量子瞬時通訊，情況就不一樣了，因為可能涉及到兩個或多個量子糾纏係統。
還是用前文使用的例子來討論，讓大家有直觀的認知。
假定地球上的實驗室產生一對糾纏量子，其中一方留在地球，另一方搭乘飛船以0.5光速離開地球。該係統使用地球上的時間體係，所以兩邊量子的時刻永遠保持一致。
另一方麵，飛船上的實驗室在離開地球，達到0.5光速時也造出一對糾纏量子，其中一方留在飛船上，另一方使用一個小火箭送回地球，如果飛船離開地球不久，把量子送回地球的不會花太多時間。該係統既然是在飛船的實驗室產生的，係統的時間以及時刻的度量應該按照飛船上的定義和觀測。
如果人們已找出（超光速）量子瞬時通訊的辦法，這樣一來，我們就可以造出兩個通信通道：一個是基於地球實驗室產生的糾纏量子，另一個是基於飛船實驗室產生的糾纏量子，兩個通信通道都可以實現瞬時通信。當然，地球上的通信通道係統按地球的時刻定義，飛船上的通信通道係統按飛船的時刻定義。
在地球一年時刻，飛船到達0.5光年的位置，因為飛船相對於地球高速運動，時間流逝變慢，按洛倫茨變換算出，此刻飛船上的時鍾為0.866年。基於地球實驗室產生的糾纏量子通信通道就使用地球時刻係統的約定。
飛船上的人認為自己不動而是地球以0.5光速離開而去，所以地球的時間變慢。在飛船上的時鍾0.866年的時刻，按洛倫茨變換算出，此刻地球的時鍾為0.75年（0.866年x0.866）。基於飛船實驗室產生的糾纏量子通信通道就使用飛船時刻係統的約定。
以上的討論是基於狹義相對論的“同時性的相對性”原理，大家可以當成個事實接受。如有質疑，可參看基於狹義相對論的有關書籍或文章，也可以參考作者一篇網文《人類可能進行時間旅行嗎？》， 
https://bbs.wenxuecity.com/military/1688765.html
好吧，咱用一個實例看看下麵發生什麽事吧！
這個0.5光速的飛船是由一位偉大領袖所乘坐，要帶領大家去探測遙遠的星球。
在地球上的時鍾一年時刻，基於地球實驗室產生的糾纏量子通信通道由A操作，他對偉大領袖使用公費旅遊，非常不滿，於是就發出一個信息“白癡領袖”。
這時，飛船的時鍾正好是0.866年的時刻，偉大領袖立即看到了這個信息。他極為憤怒，馬上通過基於飛船實驗室產生的糾纏量子通信通道向他的心腹，國安局的頭頭下個命令：“殺掉A”。飛船時間係統認定此時刻地球上的時鍾是0.75年（見以上討論）。於是，國安局的頭頭就立刻殺掉了A。
既然在地球上的時鍾是0.75年時A就被殺掉了，那他就不可能等到地球上的時鍾一年的時刻去發出“白癡領袖”的信息，偉大領袖看不到信息，也就不會發命令殺掉A了。可是一旦A不被殺，“白癡領袖”的信息又會出現！
那A究竟是死還是活？無法回答。
這就是因果關係顛倒造出的荒唐局麵。
超光速瞬時通訊不能實現，也許是自然規律自動堵住這種可能性吧。