量子力學(xué)有一個(gè)很奇怪的特點(diǎn)。

兩個(gè)粒子哪怕相隔遙遠(yuǎn)，也可能像共享同一個(gè)“大腦”一樣保持同步。

愛因斯坦曾經(jīng)把這種現(xiàn)象稱為“鬼魅般的超距作用”，而今天，我們把它叫做量子糾纏。

過(guò)去幾十年里，量子糾纏幾乎一直活躍在微觀世界。

幾個(gè)原子、幾個(gè)光子、幾個(gè)電子。

實(shí)驗(yàn)室里的研究人員總是小心翼翼地把它們隔離起來(lái)，避免外界環(huán)境破壞這種脆弱的量子聯(lián)系。

因?yàn)榘凑粘ＷR(shí)，一個(gè)系統(tǒng)越大，就越難保持量子特性。

一個(gè)電子容易糾纏。

一只貓就很難。

一塊肉眼可見的固體晶體，更幾乎被認(rèn)為是不可能的事情。

然而最近，奧地利維也納工業(yè)大學(xué)（TU Wien）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)卻宣布，他們?cè)谝粔K厘米級(jí)大小的奇異金屬晶體中，直接探測(cè)到了極高程度的量子糾纏。

這意味著，量子糾纏不僅存在于微觀世界，甚至能夠在我們拿在手里的宏觀物體中大規(guī)模存在。

相關(guān)研究發(fā)表于《Nature Physics》。

很多人第一次聽到這個(gè)消息時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn)：

量子糾纏不是兩個(gè)粒子之間的事情嗎？

怎么會(huì)出現(xiàn)在一整塊金屬里？

答案恰恰隱藏在“奇異金屬”這個(gè)名字里。

在傳統(tǒng)金屬中，電子運(yùn)動(dòng)基本遵循我們熟悉的物理規(guī)律。

它們像高速公路上的汽車一樣移動(dòng)。

雖然彼此會(huì)發(fā)生碰撞，但整體行為仍然可以被經(jīng)典理論很好地描述。

然而奇異金屬不同。

過(guò)去二十多年里，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些特殊材料表現(xiàn)出了大量無(wú)法解釋的現(xiàn)象。

電阻變化異常。

熱傳導(dǎo)異常。

電子行為異常。

甚至連電流中的噪聲都異常低。

它們似乎總是在挑戰(zhàn)教科書。

更讓科學(xué)家困惑的是，這些特性并非出現(xiàn)在某一種材料中。

高溫超導(dǎo)體里有。

重費(fèi)米子材料里也有。

各種看似毫不相關(guān)的體系都表現(xiàn)出了類似行為。

這意味著背后很可能隱藏著某種更加基礎(chǔ)的物理機(jī)制。

為了尋找答案，研究團(tuán)隊(duì)把目光投向了一種由鈰、鈀和硅組成的奇異金屬晶體。

這種材料本身就是量子材料研究領(lǐng)域里的“明星選手”。

過(guò)去許多令人費(fèi)解的量子現(xiàn)象都曾在它身上出現(xiàn)。

這一次，研究人員想知道：

這些奇怪現(xiàn)象是否與量子糾纏有關(guān)？

問(wèn)題在于，量子糾纏非常難測(cè)。

如果只有幾個(gè)粒子，可以直接分析量子態(tài)。

但面對(duì)一塊包含數(shù)以萬(wàn)億億計(jì)粒子的晶體，根本不可能一個(gè)一個(gè)去檢查。

于是研究團(tuán)隊(duì)采用了一種來(lái)自量子信息科學(xué)的新工具。

量子費(fèi)舍爾信息（Quantum Fisher Information）。

名字聽起來(lái)有點(diǎn)拗口，但思想并不復(fù)雜。

假如你輕輕推一下一個(gè)系統(tǒng)。

如果系統(tǒng)里的粒子彼此獨(dú)立，那么每個(gè)粒子只會(huì)按照自己的方式作出反應(yīng)。

整體變化等于各部分反應(yīng)簡(jiǎn)單相加。

但如果這些粒子處于量子糾纏狀態(tài)，情況就完全不同了。

一個(gè)粒子的變化會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。

整個(gè)系統(tǒng)會(huì)像一個(gè)整體那樣行動(dòng)。

因此，對(duì)外界擾動(dòng)的敏感程度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各部分簡(jiǎn)單相加的結(jié)果。

換句話說(shuō)：

糾纏越強(qiáng)，系統(tǒng)的反應(yīng)就越劇烈。

而量子費(fèi)舍爾信息，正是用來(lái)測(cè)量這種敏感程度的工具。

為了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究人員把中子束射向晶體。

中子進(jìn)入材料后，會(huì)把能量傳遞給內(nèi)部粒子。

隨后科學(xué)家觀察整個(gè)晶體的響應(yīng)。

按照傳統(tǒng)理解，一個(gè)中子通常只能與單個(gè)粒子發(fā)生作用。

就像用手指輕輕碰一下人群中的一個(gè)人。

理論上，應(yīng)該只有這個(gè)人受到影響。

但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻完全不同。

研究人員發(fā)現(xiàn)，一個(gè)中子的作用竟然引發(fā)了遠(yuǎn)超預(yù)期的集體響應(yīng)。

利用量子費(fèi)舍爾信息分析后，他們得出了一個(gè)驚人的結(jié)論：

至少有九個(gè)量子實(shí)體同時(shí)參與了響應(yīng)過(guò)程。

它們并不是各自獨(dú)立行動(dòng)。

而是在量子層面形成了一個(gè)整體。

換句話說(shuō)，當(dāng)一個(gè)中子提出問(wèn)題時(shí)，至少有九個(gè)粒子一起給出了答案。

這已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的粒子行為。

而是一種大規(guī)模、多體量子糾纏。

更重要的是，這種糾纏并非存在于幾個(gè)原子構(gòu)成的微觀系統(tǒng)中。

它出現(xiàn)在一塊厘米級(jí)大小的晶體內(nèi)部。

這是一種真正意義上的宏觀量子現(xiàn)象。

如果把傳統(tǒng)量子實(shí)驗(yàn)比作觀察幾只螞蟻，那么這次實(shí)驗(yàn)看到的更像是整個(gè)蟻群同時(shí)作出反應(yīng)。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人西爾克·比勒-帕申教授形容說(shuō)，這項(xiàng)研究與其說(shuō)像薛定諤的貓，不如說(shuō)像一座螞蟻窩。

你碰一下螞蟻窩。

響應(yīng)你的不是某一只螞蟻。

而是整個(gè)群體。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)還有另一層重要意義。

近年來(lái)，科學(xué)家不斷發(fā)現(xiàn)奇異金屬擁有一些極其反常的性質(zhì)。

例如2025年，維也納工業(yè)大學(xué)與美國(guó)萊斯大學(xué)合作研究發(fā)現(xiàn)，電流在奇異金屬中的流動(dòng)異常安靜。

噪聲水平遠(yuǎn)低于理論預(yù)期。

這一直是一個(gè)難以解釋的謎團(tuán)。

如今，量子糾纏可能提供了答案。

粒子并沒有消失。

它們只是以一種高度協(xié)同的方式共同運(yùn)動(dòng)。

就像一支訓(xùn)練有素的交響樂團(tuán)。

每個(gè)成員都在演奏自己的部分。

但最終呈現(xiàn)出來(lái)的卻是一個(gè)高度統(tǒng)一的整體。

這種協(xié)調(diào)性能夠抑制隨機(jī)波動(dòng)，從而降低電流噪聲。

更深層的問(wèn)題則是：

這究竟是不是奇異金屬獨(dú)有的現(xiàn)象？

研究人員認(rèn)為，也許不是。

他們懷疑，這背后可能揭示的是一種普遍存在于復(fù)雜量子材料中的基本規(guī)律。

如果這一猜想成立，那么強(qiáng)量子糾纏很可能正是許多神秘量子現(xiàn)象的共同源頭。

包括高溫超導(dǎo)、量子臨界現(xiàn)象以及其他尚未完全理解的新型物態(tài)。

對(duì)于量子技術(shù)來(lái)說(shuō)，這同樣是一個(gè)令人興奮的消息。

量子糾纏被認(rèn)為是未來(lái)量子計(jì)算、量子通信和量子傳感器的核心資源。

過(guò)去，人們通常依賴極度純凈、極度脆弱的微觀系統(tǒng)來(lái)獲得糾纏。

而如今，一種宏觀固體材料竟然天然具備如此強(qiáng)烈的量子糾纏。

這意味著未來(lái)或許可以利用這些材料構(gòu)建更加穩(wěn)定、更容易操作的量子器件。

當(dāng)然，現(xiàn)在談應(yīng)用還為時(shí)尚早。

但這項(xiàng)研究至少證明了一件事：

量子世界與宏觀世界之間的邊界，可能遠(yuǎn)沒有我們想象得那么清晰。

幾十年前，人們認(rèn)為量子糾纏只屬于原子和光子。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)它可以出現(xiàn)在分子中。

再后來(lái)出現(xiàn)在超導(dǎo)體中。

如今，它又出現(xiàn)在一塊能夠握在手里的晶體里。

或許有一天，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)宏觀世界都隱藏著某種巨大的量子關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

而這塊不起眼的奇異金屬晶體，只是人類第一次真正看見它的窗口。

（Federico Mazza et al, Quantum Fisher information in a strange metal,

Nature Physics

(2026).

DOI: 10.1038/s41567-026-03298-0）