那么 ， 粒子是否具有一种预先确定的状态是实验揭示的 ， 还是测量本身创造的？如果前者是真的 ， 那是什么机制决定了它们的状态呢？如果后者是正确的 ， 那么 ， 在不违反侠义相对论的前提下 ， 粒子b是怎么知道粒子a的状态的？如果关于粒子b的信息也包含在粒子a和环境中呢？这看起来真的像是一个悖论 ， 我们也不确定 。 这就是物理学家不同意的地方 ， 有时甚至是非常不同意的 。 阿尔伯特·爱因斯坦是一位坚定的现实主义者 ， 他从未接受哥本哈根的解释 ， 并创造了一个著名的贬义词“幽灵般的超距作用” 。
量子力学（QM）的意义 这种情况让专家们非常困惑 ， 以至于在过去的一个世纪里出现了几种对该理论的解释 。 这不是我们第一次面对这样的情况 ， 它已经发生在热力学和光的传播中了 。 对量子理论最流行的解释是哥本哈根解释（被认为是“量子正统学说”）、玻姆-德布罗意、多世界理论和QBism 。 一个简单的问题给出了主要的区别 ， 量子力学到底是关于什么的？它是对现实的描述（现实主义）还是我们对现实的了解？多亏了约翰·斯图尔特·贝尔及其追随者的研究 ， 实验物理学家有了概念性的工具来检验这些解释所做出的假设 。
到目前为止 ， 结论似乎是 ， 量子力学要么是真实的但非局域的（玻姆-德布罗意） ， 要么是非真实的（哥本哈根）但局域的 。 QBsim坚持认为 ， 是否存在现实并不重要 ， 量子力学只是我们知识的一种理论 。 其中一个理论逃脱了任何被验证的机会 ， 即多世界理论 ， 宇宙作为一个整体的叠加状态 。 每种解释都有优点和缺点 ， 没有一种解释明显优于其他解释 。
我个人偏爱玻姆-德布罗意的解释 ， 这主要是因为它与我的一些先入之见相符 ， 而不是因为它比其他的更可信 ， 而且我完全不喜欢MWI ， 因为它对概率的不可靠定义 。 而且 ， 我倾向于认为量子力学更多的是一种信息理论 ， 而不是物理系统本身 。
挖掘现实的基础 所有这些看起来都很吸引人 ， 但问题仍然存在 ， 这些奇怪的特性有什么用处吗？事实上 ， 有无数的应用 。 最引人注目的一个可能是隧道：即在某些情况下 ， 粒子可以通过在经典实相中无法逾越的势垒（想象一下用头撞墙） 。 大多数消费电子产品以二极管和晶体管的形式基于这种效应 。 然而 ， 看起来我们仍然只是触及了可能性的表面 。
如果科学技术的历史告诉我们什么的话 ， 那就是当我们玩弄它们的时候 ， 我们就能学到我们发现的东西 。 一个令人生畏的例子是热力学 ， 它最初的提法可以追溯到18世纪晚期 ， 但是当人们在20世纪早期还在争论原子的存在时 ， 工程师们就已经开发并改进了蒸汽机和其他精巧的装置 。 不考虑热力学定律的解释 ， 人类能够利用它创造出永远改变社会面貌的机器
麻省理工学院的物理学家赛斯·劳埃德曾经说过 ， 事实上 ， 宇宙正在计算某些东西 。 不是说它被设计成一台电脑 ， 而是说它的行为就像一台电脑 。 让我举个例子：2 + 4 = 6 。 如果我现在问你 ， 我知道x+y=6 ， 那么x和y的值是多少？没有明确的答案 ， （1,5） ， （2,4） ， （3,3）都是可能的 。 这意味着加法运算减少了宇宙中信息的数量 。 类似地 ， 一旦执行了测量 ， 叠加的所有可能状态中只有一个会永远丢失 。 因此 ， 在量子系统上进行测量减少了信息 。
你可能已经知道我想说什么 ， 我们可以用量子态来进行计算 。 这就是量子计算的本质 。 事实上 ， 量子计算用量子等价物“qbit”取代了人们熟悉的信息单位（bit） 。 根据定义 ， qbit是0和1的叠加 。 两个量子比特可以通过量子门纠缠和操纵 。 它的美妙之处在于 ， 量子系统能够做经典系统不可能做的事情 ， 允许我们设计出特定于量子领域的算法 。 在我们继续之前 ， 让我们先弄清楚一点 ， 可以有基于量子现象的计算设备如退火 ， 或者是基于量子门对量子比特的操纵 。 后者通常被称为通用量子计算机或量子图灵机 。