如果能成為一個電子，那該有多好？那樣你也可以利用量子力學的奇蹟，例如同時身處兩個地方——這對於應付現代生活中相互衝突的需求非常方便。唉，物理學家長期以來一直破壞這種幻想，他們說量子力學只適用於微觀事物。
然而，這是一種誤解。在過去十年中獲得認可的現代觀點認為，你在日常生活中看不到量子效應，不是因為你體型龐大，而是因為這些效應被它們自身的複雜性所掩蓋。如果你知道如何觀察，它們就存在，而且物理學家們已經意識到，它們在宏觀世界中出現的次數比他們想象的要多。“對於量子效應的存續，標準論證可能過於悲觀，”諾貝爾獎得主、伊利諾伊大學物理學家安東尼·萊格特說。
在最獨特的這種效應中，被稱為糾纏，兩個電子建立了一種超越空間和時間的“心靈感應”聯絡。而且不僅僅是電子：你，也和你的愛人保持著量子聯絡，無論你們相隔多遠。如果這聽起來過於浪漫，那麼另一方面是，粒子是無可救藥地濫交的，它們會與遇到的每一個其他粒子建立聯絡。因此，你也與曾經在街上撞到你的每一個失敗者以及曾經拂過你皮膚的每一個空氣分子保持著量子聯絡。你想要的聯絡被你不想要的聯絡淹沒了。因此，糾纏會破壞糾纏，這個過程被稱為退相干。
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為了在量子計算機等領域保留糾纏，物理學家們使用了父母試圖控制青少年戀愛生活的所有策略，例如將粒子與其環境隔離，或護送粒子並消除任何不需要的糾纏。而且他們通常也只有差不多的成功。但是，如果你無法擊敗環境，為什麼不利用它呢？“環境可以發揮更積極的作用，”新加坡國立大學和牛津大學的物理學家弗拉特科·韋德拉爾說。
一種方法是由奧地利因斯布魯克量子光學和量子資訊研究所的蔡建明和漢斯·J·布里格爾以及英國布里斯托爾大學的桑杜·波佩斯庫提出的。假設你有一個 V 形分子，你可以像鑷子一樣開啟和關閉它。當分子閉合時，尖端上的兩個電子會變得糾纏。如果你只是把它們放在那裡，電子最終會因環境中的粒子轟擊而退相干，你將無法重建糾纏。
答案是開啟分子，並反直覺地讓電子更多地暴露在環境中。在這種位置，退相干會將電子重置為預設的最低能量狀態。然後你可以再次關閉分子並重新建立新的糾纏。如果你開啟和關閉的速度足夠快，就好像糾纏從未中斷過一樣。該團隊稱之為“動態糾纏”，與靜態糾纏相反，靜態糾纏在你將系統與轟擊隔離的時間內持續存在。研究人員表示，儘管存在振盪，但動態糾纏可以完成靜態糾纏可以完成的一切。
另一種方法是使用一組粒子，它們作為一個整體發揮作用。由於該組的內部動力學，它可以具有多個預設或平衡狀態，對應於不同但能量相當的排列。量子計算機可以將資料儲存在這些平衡狀態中，而不是儲存在單個粒子中。這種方法最早由當時在俄羅斯朗道理論物理研究所的阿列克謝·基塔耶夫十年前提出，被稱為被動糾錯，因為它不需要物理學家積極地監管粒子。如果該組偏離平衡狀態，環境會完成將其推回的工作。只有當溫度足夠高時，環境才會破壞而不是穩定該組。“環境既會增加錯誤，也會消除錯誤，”波蘭格但斯克大學的米哈爾·霍羅德基說。
訣竅是確保它消除錯誤的速度快於新增錯誤的速度。霍羅德基、麻省理工學院的赫克託·邦賓及其同事最近設計了這樣一個裝置，但由於幾何原因，它需要更高的空間維度。最近的其他幾篇論文利用普通空間；他們沒有依賴更高的幾何學，而是用力場穿過系統，以使平衡傾向於消除錯誤。但是這些系統可能無法執行通用計算。
這項工作表明，與傳統觀點相反，糾纏可以在大型、溫暖的系統中持續存在——包括生物體。“這為糾纏可能在生物系統中發揮作用或成為生物系統的資源打開了大門，”加州大學伯克利分校的莫漢·薩羅瓦爾說，他最近發現糾纏可能有助於光合作用[參見邁克爾·莫耶的“葉綠素的力量”；《大眾科學》，2009 年 9 月]。在鳥類可能用作指南針的磁敏感分子中，韋德拉爾、同樣在新加坡的伊麗莎白·裡珀及其同事發現，電子設法保持糾纏的時間比標準公式預測的時間長 10 到 100 倍。因此，儘管我們可能不是電子，但生物仍然可以利用它們奇妙的量子性。
注意：本文最初印刷時的標題為“來也匆匆，去也匆匆”。