量子通信瞬間傳輸信息

如果你能擁有一項(xiàng)超能力，你會(huì)選擇什么？相信“瞬間移動(dòng)”會(huì)是不少人兒時(shí)的夢(mèng)想。這種超能力在物理學(xué)上并非不可能。如果我們能夠?qū)?gòu)成物體的每一個(gè)粒子進(jìn)行測(cè)量，然后在目的地用同樣的粒子完全復(fù)制其狀態(tài)，就可以得到一模一樣的物體。如今，中國(guó)科學(xué)家在這項(xiàng)技術(shù)上取得了重大突破。

美國(guó)《自然》雜志發(fā)表封面文章，介紹了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉項(xiàng)目組的“多自由度量子體系的隱形傳態(tài)”研究。通俗地說(shuō)，這一技術(shù)可以讓科學(xué)家在異地瞬間獲知粒子狀態(tài)，從而開(kāi)啟了瞬間傳輸技術(shù)的大門(mén)。

在奇特的量子世界里，量子存在一種奇妙的“糾纏”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

量子糾纏，是指成對(duì)出現(xiàn)的量子之間的“心靈感應(yīng)”。如果強(qiáng)行將兩者拆散，兩者狀態(tài)依然是不確定的，但通過(guò)外界觀測(cè)其中一個(gè)，將其參數(shù)固定，另一個(gè)會(huì)“感應(yīng)”到這一變化，也固定下來(lái)。就像裝在黑袋子里的兩個(gè)小球，每時(shí)每刻都在紅綠兩種顏色中變化，當(dāng)你從黑袋子里掏出一個(gè)小球，發(fā)現(xiàn)它是紅色的，那么另一個(gè)小球就會(huì)自動(dòng)變成綠色。這種特性就是量子通信的基礎(chǔ)。

根據(jù)科學(xué)家們的定義，量子通信傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息，而是量子態(tài)攜帶的量子信息。在量子糾纏的幫助下，待傳輸?shù)牧孔討B(tài)如同經(jīng)歷了科幻小說(shuō)中描寫(xiě)的“超時(shí)空傳輸”，在一個(gè)地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，就又會(huì)在另一個(gè)地方神秘地出現(xiàn)。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)副校長(zhǎng)潘建偉用一個(gè)比喻解釋了這項(xiàng)研究：“一個(gè)保險(xiǎn)箱從合肥帶到北京，鑰匙忘帶了。于是請(qǐng)合肥的同事測(cè)量一下鑰匙后告訴我，接著我在北京復(fù)制它。”

雖然這樣的場(chǎng)景還只是人類(lèi)的幻想，但是量子傳輸?shù)拇_在一步步成為現(xiàn)實(shí)。1997年，科學(xué)家首次用一對(duì)糾纏光子實(shí)現(xiàn)了量子信息傳輸。2007年，美國(guó)的小組和中國(guó)的小組都利用光線達(dá)到100公里、200公里的傳輸距離。2008年，中國(guó)在合肥開(kāi)始構(gòu)建全量子通信的網(wǎng)絡(luò)。2010年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)-清華大學(xué)聯(lián)合小組成功實(shí)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)世界上最遠(yuǎn)距離的量子態(tài)隱形傳輸。

此外，量子通信的另一優(yōu)點(diǎn)就是安全。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子信息實(shí)驗(yàn)室教授彭承志表示其密鑰具有不可復(fù)制性和絕對(duì)安全性，一旦有人竊取密鑰，整個(gè)通信信息會(huì)“自毀”并告知使用者。

尤為神奇的是，量子態(tài)一旦出現(xiàn)了觀測(cè)者，狀態(tài)便會(huì)發(fā)生改變。因此，對(duì)量子通信的竊聽(tīng)行為會(huì)改變光子的狀態(tài)，進(jìn)而通信雙方就會(huì)意識(shí)到被“偷窺”。而且量子通信沒(méi)有電磁輻射，任何無(wú)線電探測(cè)系統(tǒng)都對(duì)量子通信無(wú)能為力。這項(xiàng)技術(shù)采用后意味著信息變得不可竊聽(tīng)、復(fù)制和破譯，不再有可以被破譯的密碼，人們也不必?fù)?dān)心銀行信息等一些個(gè)人私密信息被人竊取。（據(jù)科技生活、光明日?qǐng)?bào)）※