양자 얽힘 또는 단순한 얽힘을 양자 역학에서 일련의 비고전적 상관관계로 두개의 하위 시스템이 공간적으로 멀리 떨어져 있더라도 두개의 하위 시스템간에 존재할 수 있습니다. 예를 들어 어떤 양자 상태에 두 입자를 넣어 두개의 입자의 스핀이 항상 반대(ex, 두 spin이 유니터리 상태)가 되도록 해야 합니다. 양자역학에 따르면 두 입자의 상태는 측정되기 전까지 알 수 없습니다. 그러나 측정이 이루어지면 그 순간에 한개의 시스텀의 상태가 결정되고 다른 시스템의 상태까지 그 시스템과 얽혀 있으며 정보가한 시스템에서 다른 시스템으로 즉시 전송된 것처럼 보입니다. 이러한 양자 얽힘 이론의 등장 이후 암호학, 양자 컴퓨터, 양자 전송 실험 등이 등장하였다. 이를 통해 양자 얽힘이 지역성의 원리를 위반했다는 주장이었습니다. 이 국소성의 원리는 시스템의 상태에 대한 정보는 항상 그 주변을 통해서만 전달될 수 있다는 원리이며, 양자 얽힘에 의해 정보가 전달되면 주변을 거치지 않고 정보가 전달될 수 있어 국소성의 원리와 모순을 일으킵니다. 결국 양자 얽힘 과정에서 정보가 실제로 어떻게 전달되는지에 대한 논의는 계속될 것이며, 이 모순을 없앨 수 있는 양자역학의 새로운 해석이 등장할 것입니다.
역사적 배경
양자 얽힘은 양자 역학의 코펜하겐 해석에서 도출된 결론 중 하나였지만, 그 직관은 아인슈타인을 비롯한 많은 과학자들이 양자역학의 표준 해석인 코펜하겐 해석을 받아들이지 못하게 했고, 대신 숨겨진 변수 이론을 발명하였습니다. 이 이론은 미지의 결정론적 매개변수가 상호작용을 유도한다는 점에서 코펜하겐 해석의 확률론적 해석에 반대됩니다.
EPR 역설과 벨 부등식
1935년 알베르트 아인슈타인, 보리스 포돌스키, 네이선 로젠은 양자역학에서 비국소적이고 직관적이지 않은 현상에 대한 사고실험인 EPR역설을 발표했습니다. 1964년 존 스튜어트 벨은 모든 숨겨진 변수 이론이 만족되지만 양자 역학은 그렇지 않다는 조건을 도출했습니다. 실험 결과 실제 물리적 현상은 벨의 불평등을 따르지 않으므로 자연계는 숨겨진 변수 이론으로 설명 할 수 없습니다.