안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
두 개의 입자가 있어요. 이 두 입자가 가질 수 있는 상태를 각각 0과 1이라고 가정해 보죠.
그러면 이 두 입자가 가지는 상태들은 00, 01, 10, 11 총 4가지로 나눌 수 있습니다.
그런데 만일 이 두 개의 입자를 구별이 불가능하다고 가정해 볼게요. 즉 신이 봐도 모를 정도로 두 개의
입자가 똑같이 생겼다는 겁니다.
그러면 이때 이 두 개의 입자가 가지는 상태 01과 10은 어느 입자가 1에 있고 어느 입자가 0의 상태에
있는지 구별할 수 없겠죠?
반대로 00과 11은 두 입자가 똑같은 상태에 있기 때문에 따로 구별하지 않더라도 알 수가 있겠죠.
바로 여기서 01의 상태와 10의 두 상태를 선형결합하여, 의 상태로 나타낼 수가
있는데, 이때의 상태를 두 입자가 '얽혀' 있다고 말합니다.
즉 양자역학적으로 상태를 나타낼때 두 개의 입자를 상태곱으로 표현하는데, 예컨데 11과 00은 두 상태를
곱으로 표현한 겁니다. 하지만 저 위의 식은 두 개의 상태곱으로 표현하지 못합니다. 두 상태 10과 01은
연관되어 있기 때문이죠.
반대로 의 상태는 어떨까요?
네, 이 상태는 얽혀 있지 않습니다. 왜냐하면 으로 나타내서 0의 상태와 (1+0)의 상태 두 개의 곱으로 표현할 수 있으니까요.
즉 요약하면 이처럼 두 개의 상태를 곱으로 표현 가능하면 얽혀 있지 않구요. 그렇게 표현 못하면 얽혀 있
다고 합니다. 서로의 상태가 서로에게 영향을 주기 때문이죠.