对我们大多数人来说，看一场国际象棋比赛的乐趣，可能还不如听一场关于量子力学的讲座。所以你可能会觉得一部关于“量子国际象棋”的视频会相当无聊。除非，也许，对弈双方是著名的物理学家和宇宙学家斯蒂芬·霍金……以及演员保罗·路德？
没错，这部短片，名为《人人都能懂量子》，包罗万象。有《蚁人》的片段。有来自700年后不朽的基努·里维斯。有猫咪视频。有垃圾话。有名人和教皇的假推特评论。有《王牌播音员》的梗。有《比尔和泰德》的梗。比尔和泰德本人都参与了（亚历克斯·温执导并客串了一下，里维斯则配音了他现在和未来的自己）。当然，还有量子怪异现象。
这部视频为什么会存在？加州理工学院量子信息与物质研究所与 Trouper Productions 合作，制作了这部短片，以庆祝其 量子峰会。这是一个专家们讨论各种量子技术未来的活动。所以这部短片既是宣传和娱乐——同时也是对量子力学基础知识的介绍，就像保罗·路德在片中学习一样。
“七百年前，”未来的里维斯在视频开头庄重地说，“保罗·路德通过向世界展示人人都能掌握量子力学概念，改变了历史的进程。”路德通过巧妙的量子国际象棋游戏实现了这个目标，在这款游戏中，棋子必须同时遵守国际象棋规则和量子力学定律。要理解这款游戏中的内容，你必须掌握两个量子原理：叠加态和量子纠缠。
叠加态
量子物体与我们熟悉的常规物体不同，它们具有一种违反直觉的能力，可以同时处于多种状态。如果你掷一个普通硬币，你知道它最终会正面朝上或反面朝上。但如果你掷一个量子硬币，然后立即盖住它而不查看其状态，它将同时存在于正面朝上和反面朝上的“叠加态”中，是这两种状态的组合。在你观察硬币之前，你无法知道它的真实状态，但你可以知道它的“波函数”，它描述了它处于任何给定状态的概率。一旦你瞥了一眼硬币，它的波函数就会坍缩成其中一种可能的状态，要么是正面，要么是反面。这种现象最著名的例子就是“薛定谔的猫”。
那么这如何应用于量子国际象棋呢？在任何一回合中，每一个棋子——例如皇后——都有机会做出几种不同的移动。如果它是一个量子棋子，那么它可以同时做出多个移动，存在于棋盘上的多个位置的叠加态中。你的对手在试图拦截之前，不会知道皇后走了哪一步（以及它在哪里）。通过这样做，对手就在“观察”皇后，迫使棋子出现在其一个潜在的位置上。
你感到困惑了吗？事情还会更复杂。
量子纠缠
剧透警告：经过一段训练蒙太奇（当然要有训练蒙太奇），保罗·路德和斯蒂芬·霍金在一场激烈的量子国际象棋对决中展开较量。路德只剩下两个棋子，于是他尝试了一次冒险的弃兵：他将他的王和他的象进行了量子纠缠。
量子纠缠是一种现象，其中两个粒子被连接在一起，并像一个单一系统一样运作。以之前的量子硬币为例。如果你将硬币进行纠缠，那么你不需要为每个硬币分别描述波函数，你将拥有一个针对这对硬币的单一波函数。这意味着，检查其中一个纠缠的物体就能告诉你关于其配偶状态的信息。在硬币的例子中，假设波函数告诉我们，我们这对硬币中一个正面朝上，一个反面朝上。如果你只观察其中一个硬币，发现它是正面朝上，你就会立刻知道第二个硬币是反面朝上，尽管你还没有检查它的状态。
在国际象棋的场景中，霍金攻击了路德王的一个潜在位置。因此，他就是在“观察”王……这也揭示了路德象的位置。观察发现，路德的王并不在霍金攻击的格子里，但路德的象却恰好可以吃掉霍金的王，赢得比赛。
现在你已经了解了基础知识， 你已经准备好玩量子国际象棋了！你感觉准备好了吗？
