写于 2017-05-05 02:03:11| 千赢娱乐注册| 千赢娱乐注册
<p>感谢上周四在Nature发表的两项研究,成功传送的机会大大增加,这是件好事,对吧</p><p>无论你是否经历过长途飞行,你可能都幻想能够从一个地方神奇地消失并重新出现在另一个地方</p><p>物理学家的一个自然问题是,是否有任何方法可以实现这一点</p><p>实际上,1997年“量子隐形传态”的事实成为现实</p><p>第一次演示是针对光的粒子(光子)从那时起,物理学家们也将远距传送应用于其他非常小的事物,例如单个原子所以我们什么时候可以期待只是传送到我们选择的目的地</p><p>您可能想坐下来传送一个人的第一步是测量和记录身体中每个粒子的位置,运动方向和能量,这将需要比以往更多的数据存储 - 更多,更多事实上,一个保守的估计意味着你需要大约1022千兆字节(1后跟22个零)的硬盘空间</p><p>这是一堆大约20光年高的Proxima Centauri硬盘,这是离太阳最近的地球之星</p><p>距离我们大约四光年远,更糟糕的是,我们甚至没有办法进行这些测量,更不用说根据数据重建一个人所以我们可以忘记传送人们真正简单的东西 - 比如单个粒子</p><p>原子或光子怎么样</p><p>这些如何被传送</p><p>这里的问题被认为是海森堡的不确定性原理,是量子力学的基石,它限制了你可以知道的东西它可能听起来反直觉,但如果你试图测量单个原子的位置,你会改变它的速度如果你发现确切地知道它移动得多快,那么你就不会知道它在哪里问题是,如果你想传送一个粒子,这正是你想要测量和传输的信息物理学家将这个信息称为“状态”粒子如果不允许测量粒子的完整状态,传送看起来不可能所以传送的关键是不知道太多只要你做的测量没有显示位置或速度,那么你有一个允许你规避不确定性原理的漏洞如果你在测量它之前可以打扰粒子怎么办,所以你永远不知道它的状态,然后减去另一端的干扰来重新计算吃掉粒子的原始状态</p><p>这是美国物理学家查尔斯·贝内特在1993年所取得的突破性实现关键是要以特定的方式扰乱想要传送的粒子你可以通过使用一对量子纠缠粒子来做到这一点这些粒子是相互联系的,所以如果你测量一对纠缠对的状态,你就会了解另一半对的状态在传送的标准描述中,爱丽丝正在传送一些东西给Bob Alice使用一个纠缠粒子来测量状态</p><p>输入粒子她记录她测量的内容并将信息发送给Bob Bob无法分辨粒子的状态,因为测量中使用的纠缠隐藏了状态的真实性质Bob可以做什么,但是,使用来自Alice的信息来修改其他纠缠粒子的状态通过这种方式,他可以重新创建Alice最初测量的粒子的精确状态</p><p>这就是量子隐形传态如何工作Mos光子实验传送到实验室内一米左右,尽管最近在加那利群岛有超过143公里的演示</p><p>事实证明,量子隐形传态不仅仅是一个好的派对技巧</p><p>爱丽丝和鲍勃之间的沟通本质系统非常有趣Alice测量并发送给Bob的信息不能用于重新创建没有其他纠缠粒子的输入状态这意味着Eve窃听者不能监视Alice的测量并为自己获取信息纠缠对是唯一的,因此,只有Bob可以重新创建原始状态立即您有一种安全通信技术如果您对粒子中的信息进行编码,使用纠缠状态的一部分对其进行测量,然后将信息发送给Bob,那么您的密码学将通过量子变得强大物理 你真的不能破解它,除非你有纠缠对的另一部分传送在量子信息系统中有许多其他用途这些是建立计算机和通信网络的方法,使用量子力学作为他们的核心部分功能和具有提供安全通信和高速计算的巨大潜力捕获的是,无论何时您想在这些系统中的一个地方将量子信息从一个地方移动到另一个地方,您不仅可以测量信息并将其发送给下一部分过程,因为测量会破坏信息而是,你可以传送它本周发表的两篇论文的自然展示了一些非常重要的东西直到现在,使用上述方法传送光子的光是概率性的,因为你无法使纠缠光子的到达与要测量的光子到达同步光子对齐,测量只能工作一半时间这意味着每次你尝试传送信息时它只能偶尔工作 - 远不到1%的时间如果你有很多背靠背传送电路在你的量子计算机或量子网络中,它们一起工作的机会将变得非常小这两个​​最近的实验显示了两个不同系统中的确定性量子隐形传态,因此该过程不再是概率性的,而是原则上它每次都可以工作一个新的研究 - 来自日本和德国的研究人员 - 展示了如何将红外光谱中的光子传送到人眼可见波长以下的其他实验 - 来自瑞士和澳大利亚的研究人员 - 展示了频率在4到7 GHz之间的微波光子的隐形传输这两个系统都没有生产就绪他觉得它们都只是原理实验的证明虽然传送不再是概率性的,但它仍然不是100%有效 - 红外系统成功率为40%,微波系统成功率为25%不过,这是一个巨大的改进,不到1%,以前可能用光子长途飞行将持续一段时间,