量子理论虽坚实成功——其所有预测均被验证，支撑起强大技术应用——但理解其对实在本质及人类感知的启示始终充满挑战。物理学家与哲学家已为此争论百年，虽澄清部分早期模糊概念，仍存根本性疑问。量子物理的反直觉特性使其成为误解重灾区。本文中，六位物理学家将拆解量子领域广为流传的六大迷思。
MARIA VIOLARIS：量子物理是否允许时间旅行？
近年量子科学新闻常暗示粒子已成功“穿越时空”，但事实并非如此。尽管存在理论方案与实验探索，真正实现时间旅行仍遥不可及。
该设想依赖于“量子时间回路”——时空扭曲结构可使物质早于进入时刻离开。这类结构可能存在于宇宙中，例如通过时空隧道实现。
近期方案聚焦量子比特隐形传态：通过双位置纠缠量子比特实现状态无实体传输。但为避免违背“无超光速通信”原则，成功概率仅约25%。研究者转而采用“选择性隐形传态”，仅保留成功案例。
这种筛选机制被构建为时间旅行量子模型：当“修改过去”引发悖论时，物理定律自动剔除矛盾结果。类似逻辑已在量子精密测量领域展现优势——实验现象虽与真实时间回路相同，本质源于量子纠缠特性。目前尚无粒子真正穿越时空，但广义相对论允许时间旅行，量子模型正提供解决其悖论的创新路径。未来若收到穿越而来的论文，或能确信其可行性。
ESTELLE INACK：量子计算机是否必然更快？
量子计算潜力催生百亿级投资产业，但误解亦随之滋生。量子计算机不会简单加速所有程序——我们不需要“量子版Word”或“量子Zoom”，它更适合探索超复杂系统。
量子比特的“同时为0和1”特性常被误读。实际是量子比特处于|0⟩与|1⟩的叠加态，测量时以概率坍缩为其中一态。N个量子比特构成的量子计算机可覆盖2^N维经典态空间，实现指数级并行计算。但最终输出仅为单一态，需重复实验统计概率分布——高概率结果即为正确答案。
这一“统计开销”可能抵消量子优势。提升算法精度以增加正确结果概率至关重要。此外，量子态极易受环境干扰，需通过纠错编码保护。因此，量子计算机是依托叠加与并行的强大工具，但需算法、硬件、软件协同创新才能释放潜力。
SABINE HOSSENFELDER：爱因斯坦真的否定纠缠吗？
常闻“爱因斯坦称纠缠为‘幽灵般超距作用’并否定其存在”，但这是误解。
“幽灵般”源自德语“spukhafte Fernwirkung”，爱因斯坦在1947年致玻恩的信中表达了对量子测量诠释的困惑——他早年便质疑“测量依赖奇特超距机制”。1935年，爱因斯坦与波多尔斯基、罗森合作，指出量子力学可能是“不完备”理论，测量仅是底层现实的概率描述。同年薛定谔提出“纠缠”概念，描述多粒子状态关联性。
实验中，改变某粒子自旋不会直接影响另一粒子，二者仍保持纠缠——仅关联关系变化。纠缠不存在“幽灵作用”或超光速信息传递。误解可能源于1935年论文中，爱因斯坦等人用纠缠粒子阐释测量问题，导致“测量”与“纠缠”概念被错误绑定。爱因斯坦从未否定纠缠或量子理论本身，他质疑的是测量过程的物理诠释——这一“测量问题”至今仍是未解之谜。
NORMA SANCHEZ：广义相对论与量子物理是否不可调和？
广义相对论主导宇宙尺度，量子力学统治微观领域。许多学者认为二者永远无法统一，但近年进展与新观测（如引力波）带来希望——或许无需全新理论即可兼容。
当前形式下，两个理论存在根本冲突。例如广义相对论将引力视为时空弯曲，但亚原子尺度下，点粒子质量会导致引力无穷大。
统一的尝试包括弦论（振动弦解释粒子性质），但缺乏实验支持与对宇宙膨胀的解释。其他“量子引力”方法亦未成功。我探索的路径是：从量子物理出发构建量子时空——时空具有量子属性，离散质量级在宏观尺度融合为连续体。
验证需更多观测：早期宇宙膨胀、黑洞引力波、实验室模拟引力系统等。例如超冷原子在绝对零度附近的凝聚态行为，可能模拟黑洞附近物质特性。随着观测数据积累，理论创新与实验突破或将推动二个框架的统一。
SHWETA AGRAWAL：量子计算机会破解所有加密吗？
经典加密依赖“数学难题”保护密文——无密钥时破解需解决这些计算难题。加密强度取决于问题难度，但“难”仅是经验判断，无严格证明。
量子计算已证明可高效解决某些经典难题（如大数因式分解——RSA加密基础）。但据目前所知，仍有许多问题对量子计算机同样困难。
理论计算机科学经验表明，安全加密技术不会耗尽——总有新问题等待发掘。构建安全系统如同国际象棋博弈，只需领先对手一步。更前沿的“量子加密”可利用量子力学原理分发不可破解密钥，这是经典系统无法实现的里程碑。
EMILY ADLAM：我们是否已有完美的量子力学诠释？
量子力学存在诸多诠释流派，试图解决“测量问题”——解释观测如何使叠加态坍缩为确定结果。但目前无单一诠释能解释所有现象。
测量问题实质是理解数学形式中观测者的角色。哲学层面涉及“观测者如何与现实互动”。诠释分为两类：一类保留现有方程（如“多世界”诠释认为所有可能结果均在平行宇宙发生），但无法解释概率匹配观测频率的现象；另一类修改量子形式主义（如引入“隐变量”或坍缩机制），但引发与量子场论等理论的不兼容。
这些问题或将在未来解决。但目前，最前沿科学仍未以人类可理解的方式统一描述现实。或许需要等待灵感迸发，才能揭开量子理论的真相。
编者评论
文章以六位专家的视角，精准拆解了量子力学百年历程中常见的概念误区，不仅澄清了历史叙事，还直击理论与应用的痛点，如量子时间旅行依赖时空回路而非已实现实验、量子计算机的“指数加速”源于叠加并行性却受测量概率与纠错制约。这些澄清尤为及时：在量子百年之际，公众对量子计算破解加密的恐慌往往忽略了量子难问题的韧性，而广义相对论与量子力学的调和并非不可逾越——如Sanchez提出的量子时空离散模型，或Adlam对测量问题诠释的审慎态度，提醒我们多世界或隐变量方案虽有哲学魅力，但仍需解决与量子场论的兼容性（如相对论协变性）。文章的精髓在于强调量子力学的反直觉本质并非神话，而是理论不完备的体现。
Nature 644, 866-869 (2025)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02638-z
