爱因斯坦认为量子纠缠这种超距相互作用是不可思议的,违背了狭义相对论。与其在普林斯顿的助手 Boris Podolsky 和 Nathan Rosen提 出一个思想实验,就是著名的 EPR 佯谬。描述了 A、B 为自旋 1/2 的粒子,初始总自旋为零。假设粒子有两种可能的自旋,分别是 |上> 和 |下>,那么,如果粒子 A 的自旋为 |上>,粒子 B 的自旋便一定是 |下>,才能保持总体守恒,反之亦然。这时我们说,这两个粒子构成了量子纠缠态。
两个粒子 A 和 B 朝相反方向飞奔,它们相距越来越远,越来越远……。无论相距多远,它们应该永远是 |上>|下> 关联的。两边分别由观察者 Alice 和 Bob 对两个粒子进行测量。根据量子力学的说法,只要 Alice 和 Bob 还没有进行测量,每一个粒子都应该处于某种叠加态,比如说,|上>、|下> 各为 50% 概率的叠加态。然后,如果 Alice 对 A 进行测量,A 的叠加态便在一瞬间坍缩了,比如,坍缩成了 |上>。现在,问题就来了:既然 Alice 已经测量到 A 为 |上>,因为守恒的缘故,B 就一定要为 |下>。但是,此时的 A 和 B 之间已经相隔非常遥远,比如说几万光年吧,按照量子力学的理论,B 也应该是|上>和|下>各一半的概率,为什么它能够做到总是选择|下>呢?除非 A 粒子和 B粒子之间有某种方式及时地“互通消息”?即使假设它们能够互相感知,那也似乎是一种超距瞬时的信号!而这超距作用又是与相对论中光速不可超越相违背。于是,这就构成了佯谬。