量子信息如何“穿越”16公里


进入一间屋子,一按电钮,屋子空了。同时,这个人出现在了远在几百光年外的另一间屋子,科幻电影中经常出现的“超时空穿越”让人们大开眼界。这种幻想是否能够实现?
6月1日,英国《自然》杂志子刊《自然光子学》上发表的中国科技大学最新研究成果引起了国际学术界的广泛关注。在取得了一系列关键技术突破后,我国目前已成功实现16公里距离的量子态隐形传输。通俗讲,一个量子态在一个地方消失,又在另一个地方出现,两个地方的距离已达到16公里。
信息的瞬间传递能否发展到实物的瞬间传递?甚至能否发展到生命体的瞬间传递?一时间,读到这条新闻的人们不禁畅想连连。昨天,记者采访了中国科技大学量子信息实验室彭承志教授。
问题:真的存在超时空穿越
答案:不存在
按照常理,信息的传播需要载体,人与人的对话需要通过声音来传播,手机与基站之间要通过电磁波来传输信号,互联网的信息传递也需要在光缆中传输的光信号。那么,不需要载体的信息传递是否存在?
“在量子世界里,在纠缠光子的帮助下,量子态隐形传输就可以实现这一点。 ”彭承志教授告诉记者,“打个比方说,纠缠光子就好像两个骰子,甲乙两人身处两地,分别拿其中一个骰子,甲随意掷一下骰子是5点,与此同时,乙手中的骰子会自动地翻转到5点。 ”
无论两个骰子的距离有多远,只要他们是“纠缠光子”,它们的状态就是互相关联的。
“纠缠光子的这种类似于‘心电感应’的特性就可以用来实现量子态的隐形传输。”彭承志解释说,“我们可以将待传输的量子态与一个纠缠光子进行一次联合量子测量,再将这个联合测量的结果通过经典信道告诉另一个纠缠光子,我们就可以得到待传输的量子态。 ”
在这个过程中,待传输的量子态并没有经过载体的传递,就“凭空”出现在了另一个纠缠光子上,但是,这种传输理论与科幻电影里出现的“超时空”是不同的,原有的量子态在联合量子测量之后会发生改变,并且测量结果仍然需要经典信道来传递,所以用“超时空”来形容量子隐形传输是不严谨的。
问题:16公里的距离很难达到
答案:很难
现在,两个骰子的距离已经可以达到16公里,这个距离并不远,但也创了世界纪录,“实际上,达到16公里的距离并不容易。 ”彭承志告诉记者。