當我們談論微觀粒子時，很容易將它們想象成實體的小球，但其實它們更接近於波動。理解量子力學的第一步就是接受所有粒子本質上都是波，這些波不同於水波或聲波這樣的機械波。
微觀粒子以波的形態存在，並遍布整個宇宙空間，理論上，這些波可以擴散至宇宙的邊緣。盡管波的尺度無限擴充套件，其能量通常會集中在特定的空間尺度上，形成所謂的波包。
波包的集中程度越高，其表現得越像是粒子，這正是波粒二象性的表現。事實上，測不準原理就是由波粒二象性引發的。
目前，我們將微觀粒子視為一個波動性波包。波包越集中，表現得越像粒子；波包越分散，越表現出波動性。波包主要有兩個物理內容：位置和動量。
你可以把波包的位置理解為其寬度，動量理解為其能量。
當我們測量波包（粒子）的位置（寬度）時，需要使用光子擊中波包，透過光子反饋的資訊確定波包的位置。
你會註意到，測量得到的波包位置（寬度）範圍較寬。若要獲得更精確的位置資訊，必須增加光子的能量，使波包吸收能量後更加集中，從而位置更精確。
然而，盡管位置測得更精確，波包吸收光子能量後動量增加，導致你測量得到的動量資訊變得不精確。
如果你想要精確測量波包的動量，就需要減少光子的能量，這會使波包的寬度變大，從而位置測量不精確。
海森堡提出，粒子（波包）的位置和動量資訊不能同時被精確測量，位置的精確度越高，動量的不確定性就越大，反之亦然。他認為這主要是測量過程中使用的粒子所引起的。
然而，現代量子理論認為海森堡的這種解釋不完全正確。雖然測量裝置確實會對被測物件造成幹擾，但這不是主要原因。
主要原因在於粒子的本質是波包，精確測量波包的位置就像是測量擺動繩子上波動的位置一樣無意義，因為波本身就不存在完美的位置，對動量的測量也是如此，粒子不存在完美的動量。
因此，現代物理學認為，測不準原理的本質不是實驗裝置造成的，而是微觀粒子的固有內容。
使用「測不準原理」這一術語容易使人誤解為是人類科技的局限導致的不準確。目前，「測不準原理」已更名為「不確定性原理」。
微觀粒子還具有一個非常普遍的特性——態疊加原理。這一原理的數學表述極為復雜和枯燥。態疊加就是我們常說的量子疊加。
例如，電子的自旋既可以是向上也可以是向下。這種難以理解的現象也讓薛丁格感到困惑，為了通俗解釋量子疊加，他將其擴充套件到宏觀世界，形成了那只既死又活的貓的假設。
其實，將微觀粒子視為波，就能較容易地理解量子疊加。
這種波遍布整個宇宙空間，但不是均勻分布的。波上有波包，波包的位置就被視為粒子的位置。
問題在於，理論上波包可以出現在波的任何位置。而波又遍布整個空間，因此粒子被認為可以出現在空間的任何位置。
測量導致量子疊加態的消失是因為測量裝置必須發射某些粒子來探測被測粒子（波），原先的疊加態因此受到幹擾而消失，這就是測量坍塌效應。（理性討論延遲選擇量子擦除實驗）
只要我們不測量這個波包（粒子），波包（粒子）本身就與這條波形成一個整體。因此，這個波包（粒子）在空間的位置就是疊加的，粒子既在此處又同時在彼處，可以同時存在於多個位置。這就是疊加態的體現。
從這個角度理解量子纏結變得非常容易。
兩個纏結的粒子實際上是同一條波（復合系統），只是測量行為會導致這條波坍塌成兩個波包（粒子）。
這兩個波包在未測量之前本就是共同的疊加態。
測量導致疊加態消失，形成兩個確定的波包（本征態），但對於我們這些觀察者來說，好像這兩個粒子（波包）可以無視空間而同時作用。這就是量子纏結的超光速現象。
實際上，纏結粒子之間本就是同一個粒子。所以對一個粒子的測量，實際上也是對另一個粒子的測量，因此量子纏結的效應必然是同時發生的！
但量子纏結現象並不存在任何實質上的物質運動，因此不能傳遞資訊和能量。
那麽為什麽我們宏觀世界的物體不存在量子疊加現象呢？其實宇宙的規律並不區分宏觀和微觀世界。
宇宙中的本質規律都是由微觀現象主導的，量子疊加才是最普遍且最常見的現象。我們之所以無法理解量子疊加，是因為我們生活在已經發生坍塌的宏觀世界中。
基於宏觀世界總結出的牛頓力學本來就是先入為主的觀念，因此我們認為非疊加態才是正常的，而疊加態才是異常的。
宏觀世界的疊加態消失只是因為宏觀物質較大，容易受到各種幹擾，例如宇宙中無處不在的光子會撞擊宏觀物質，這種幹擾本質上就相當於測量坍塌效應，導致宏觀世界的疊加態都坍塌了，呈現出確定的狀態。
最直接的證明是空氣分子和分子尺度上的量子纏結。
這證明了，即使是比原子大得多的物質，只要不受到其他粒子的幹擾（即不發生測量坍塌效應），依然會展現出疊加現象。
然而，在現實中，比分子稍大一點的物質必然會遭受其他粒子的幹擾，因此在分子尺度以上的物質中，疊加態會因為受到幹擾（測量）而完全消失。
現在我們知道，一個光子就是一個波包，這個波包的許多性質都是疊加態的。如果你想復制這個光子的狀態，必須將其一分為二，但光子作為量子是不可分的，因此這種方法是行不通的。
第二種方法是測量光子的資訊，然後根據這些資訊重新還原一個相同的光子。然而，由於測量坍塌效應，一旦測量，光子的原始疊加態便會消失，因此你無法獲取光子原來的疊加狀態。
這就是單個光子無法被複制的性質。
傳統的電磁波通訊是透過發射不同頻率的大量光子來進行的，光子頻率的高低代表著0和1。這樣一來，竊聽者可以在光子傳遞的過程中截取部份光子，透過這些光子的頻率來解讀通訊內容。
而量子通訊則利用單光子不可複制原理進行量子金鑰分發，理論上可以實作絕對安全的資訊傳遞。
如果竊聽者想要竊取電磁波通訊，就必須要麽偷走光子，要麽測量光子。
一旦單個光子被竊取，竊聽行為立刻就會被發現，這表明傳遞資訊的過程已受到竊聽，因此通訊雙方可以選擇不再發送資訊。
如果竊聽者只是在監測，而不直接偷走光子，那麽就會引發測量坍塌效應，這同樣會被發現。
只要量子通訊被竊聽，必然會被察覺，因此通訊雙方會放棄此次傳輸。
那麽，如果竊聽行為持續，是否會導致通訊中斷？目前來看，確實如此。資訊被竊聽本身並不可怕，真正可怕的是被竊聽後，竊聽者獲取了內容。
量子通訊最大的貢獻在於能夠發現通訊過程是否被竊聽，而非阻止竊聽行為。
盡管竊聽者可能透過持續監控來阻斷資訊的發送，通訊雙方仍可選擇其他渠道進行資訊傳輸。
即使其他渠道也被竊聽，導致資訊中斷，雙方仍然可以采取物理手段對抗竊聽者。
