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量子隐形传态对人类来说可能吗?它发展到什么地步了?

2020/9/16 14:25:20 来源:原创 浏览:

人类的隐形传态只存在于科幻小说中,最著名的当属《星际迷航》。但隐形传态在量子力学的亚原子世界中是可能的。在量子世界中,隐形传态涉及信息的传输,而不是物质的传输。



众所周知,由于海森堡测不准原理,我们并不能准确获知量子态的全部信息。因此,我们不能根据这些信息把它复制很多份。1993年,班尼特等人提出了量子隐形传态,他们认为我们能把一个量子态“捣碎”,然后把里面的信息而不是承载信息的客体本身,以某种方式传递到另一个地方,然后再把那个被“捣碎”灭亡的量子态在新的地方恢复出来。为了说清楚这件事,我们必须要了解一种被称为纠缠态的量子态。

纠缠态是1935年爱因斯坦(Einstein)、波多尔斯基(Podolsky)和罗森(Rosen)三个人为了证明量子力学的不完备而提出的一种状态,今天这个状态以他们三人的首字母命名为EPR态。我们这里举一个经典的例子来说明:假如你到某地去旅游,在装行李的时候只把一只右鞋装进去,到了目的地酒店你打开行李箱一看,你就知道这双鞋子的左鞋被放在了家里。这样一对紧密联系在一起的东西可以被看做是经典的EPR态。

同样是鞋子的例子,班尼特的思想是这样的:王二有一双完整的“EPR”鞋,但是他不常穿。他听说张三有一只多余的右鞋,于是王二就把自己的左鞋送给他配对。在一次不经意间,张三把左鞋扔进火坑里烧掉了。在了解了情况之后,王二把剩下的右鞋变成了左鞋,而且和被烧掉的那只一模一样。



以上就是对量子隐形传态所作的一个有趣的比喻。然而,科学家发现,要在宏观上实现EPR量子隐形传态是非常困难的。但是如果把它换成简单得多的、微小的光子等,则可以在一定程度上实现量子隐形传态。

1997年,奥地利的一个科学家小组利用自发参量转换中产生的光子对作为EPR态,实现了光子偏振的量子隐形传送。1997年,美国加州理工学院完成了相干广场的量子隐形传送。2004年,中国科技大学与奥地利科学家合作,完成了五光子纠缠和开放目的地量子隐形传态。

这些激动人心的试验再加上媒体的渲染,很多人就异想天开,认为在不久的将来,我们将会实现更大物体的量子隐形传态,比如传送一个原子、一个细胞、甚至是一个人。有些信徒还试图利用这种方法来寻找神仙转世的人。然而,这么多年过去了,量子隐形传态的技术发展到什么地步了呢?



6月15日,发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文显示,来自罗切斯特大学的研究人员首次实现了电子的量子隐形传态。虽然这离传送人类的技术还非常远,但是研究人员表示,这为物质的传态奠定了基础。

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