中科大实现量子瞬间传输技术重大突破！

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 11:16:44
        如果你能拥有一项超能力，你会选择什么？相信“瞬间移动”会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量，然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态，就可以得到一模一样的物体。如今，中国科学家在这项技术上取得了重大突破。
        今年2月26日，《自然》杂志发表封面文章，介绍了中国科技大学潘建伟项目组的“多自由度量子体系的隐形传态”研究。通俗地说，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态，从而开启了瞬间传输技术的大门。
        5日的政协小组会上，全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究：“从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我；我在北京复制它。”
       
        经典剧集《星际迷航》中的瞬间传输装置。当然潘建伟的研究并不是传输宏观物体，而是用于量子通信。
        理论基础：量子纠缠
        要想弄清楚“量子隐形传态”的原理，就绕不开“量子纠缠”的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现，处于特定系统中的两个或多个量子，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，当其中一个量子状态改变时，其他量子也会随之改变。
        爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”，不过观察者网曾经报道，科学家如今认为，量子纠缠其实也是需要信道的，潘建伟教授的项目组2013年也测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。
        这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”，量子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。
        技术突破：非摧毁性测量
        但想测量一下光子，再让远方复制，实现起来是非常困难的。由于太小，光子“一触而溃”，再精细的测量也让它面目全非。
        中科大网站介绍说，1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。
        然而，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限，即只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质，即使是一个最简单的基本粒子，如单光子，它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。
        潘建伟对科技日报介绍说：“测量一个自由度，不干扰其他自由度，很困难。好比测量身高，尺子一拉，体重就受了影响。”
        中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”。经过多年艰苦努力，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。
       
        中科大潘建伟教授
        据中科大新闻网报道，该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价，他们一致称赞该工作“绝对新颖、重要，处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿，可以认为是一个伟大的成就”、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后，这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平”、“非常有趣，意义重大，且具有极其苛刻的技术难度”。
        由于该成果的重要性，《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的“新闻视角”（News and Views）栏目撰文评论：“该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元”。
        该论文发表后，第一时间受到了美国《科学新闻》（Science News）和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道，称“该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步，也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色”。
        应用：谢耳朵的难题还很遥远
        看过《生活大爆炸》的读者可能还记得，谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动（teleportation）的伦理问题：如果我能够在此地被摧毁，然后在异地重建，那么使用了不同原子重建的我，还是我吗？
        暂时还不用担心。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远，其应用主要在于量子通信。在无线通信中，如果直接使用二进制编码会造成严重的误差，因此在数字通信中，人们还需要进行更复杂的编码。同样，从单自由度传输到多自由度传输的进步，对量子通信的实用化意义重大。http://news.mydrivers.com/1/396/396322.htm
        如果你能拥有一项超能力，你会选择什么？相信“瞬间移动”会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量，然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态，就可以得到一模一样的物体。如今，中国科学家在这项技术上取得了重大突破。        今年2月26日，《自然》杂志发表封面文章，介绍了中国科技大学潘建伟项目组的“多自由度量子体系的隐形传态”研究。通俗地说，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态，从而开启了瞬间传输技术的大门。        5日的政协小组会上，全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究：“从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我；我在北京复制它。”       
        经典剧集《星际迷航》中的瞬间传输装置。当然潘建伟的研究并不是传输宏观物体，而是用于量子通信。         理论基础：量子纠缠        要想弄清楚“量子隐形传态”的原理，就绕不开“量子纠缠”的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现，处于特定系统中的两个或多个量子，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，当其中一个量子状态改变时，其他量子也会随之改变。        爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”，不过观察者网曾经报道，科学家如今认为，量子纠缠其实也是需要信道的，潘建伟教授的项目组2013年也测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。        这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”，量子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。        技术突破：非摧毁性测量        但想测量一下光子，再让远方复制，实现起来是非常困难的。由于太小，光子“一触而溃”，再精细的测量也让它面目全非。        中科大网站介绍说，1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。        然而，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限，即只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质，即使是一个最简单的基本粒子，如单光子，它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。        潘建伟对科技日报介绍说：“测量一个自由度，不干扰其他自由度，很困难。好比测量身高，尺子一拉，体重就受了影响。”        中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”。经过多年艰苦努力，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。       
        中科大潘建伟教授         据中科大新闻网报道，该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价，他们一致称赞该工作“绝对新颖、重要，处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿，可以认为是一个伟大的成就”、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后，这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平”、“非常有趣，意义重大，且具有极其苛刻的技术难度”。        由于该成果的重要性，《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的“新闻视角”（News and Views）栏目撰文评论：“该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元”。        该论文发表后，第一时间受到了美国《科学新闻》（Science News）和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道，称“该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步，也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色”。        应用：谢耳朵的难题还很遥远        看过《生活大爆炸》的读者可能还记得，谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动（teleportation）的伦理问题：如果我能够在此地被摧毁，然后在异地重建，那么使用了不同原子重建的我，还是我吗？        暂时还不用担心。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远，其应用主要在于量子通信。在无线通信中，如果直接使用二进制编码会造成严重的误差，因此在数字通信中，人们还需要进行更复杂的编码。同样，从单自由度传输到多自由度传输的进步，对量子通信的实用化意义重大。http://news.mydrivers.com/1/396/396322.htm
皮带亮了～～
潘算军队的人吗？
挺好挺好
有点科幻的样子，好腻害

chris165 发表于 2015-3-6 16:44
皮带亮了～～
潘算军队的人吗？


这都看出来了...视角独特啊是不是习惯性看那儿啊嘿嘿...
我觉得也许更可能潘是个资深军迷
chris165 发表于 2015-3-6 16:44
皮带亮了～～
潘算军队的人吗？


这都看出来了...视角独特啊是不是习惯性看那儿啊嘿嘿...
我觉得也许更可能潘是个资深军迷
问大家一个问题，量子可以穿越虫洞回到过去吗？
其实我想知道，量子纠缠的速度是不是超过光速。假设两个量子属于纠缠状态，那么他们之间的信息传递速度如何？
核潜艇难得出水一次，求科普~~
问大家一个问题，量子可以穿越虫洞回到过去吗？
可以！但不是所谓的虫洞！高维空间可以（进入过去）
赶快做个间谍卫星塞个量子通信组件，扔到半人马座去监视哪些脱水生物！
不是很懂啊，大家懂吗？求科普。
智子，水滴，二向箔
坛子里应该有量子物理方面的大能，求科普。
真的是军用内腰带啊！
lonelywander 发表于 2015-3-6 17:17
其实我想知道，量子纠缠的速度是不是超过光速。假设两个量子属于纠缠状态，那么他们之间的信息传递速度如何 ...
外行说几句，这个速度应该是瞬时的，不论多远
想起星际之门里那个古人的星际间通讯设备，把灵魂互换那个，很扯，但是或许就是这种原理
最扯得是作为通讯设备竟然没有接听和挂机功能...只要那头一开，这边谁最后摸过的自动被交换...
超时空幽灵通信要成真？那相对论岂不是被推翻了？
预言♂ 发表于 2015-3-6 17:23
可以！但不是所谓的虫洞！高维空间可以（进入过去）
真的可以？如果真的话，只要实现把量子传送到过去的某个时间点，就真有点意思了！
这是不是说可以在一个人年轻时候扫描，把数据存起来，到老的快要死的时候，把这个年轻身体复制出来？
真的可以？如果真的话，只要实现把量子传送到过去的某个时间点，就真有点意思了！
<星际穿越>中的某个片段以后会有现实版的
预言♂ 发表于 2015-3-6 17:53
中的某个片段以后会有现实版的
除去艺术加工的因素，只要能实现哪怕单个量子的时空穿越就是个及其巨大的成就！
是不是测不准原理也被突破了？精确测量一个自由度，不会破坏另一个自由度的精度
军用皮带。
看来潜艇的通信问题解决在望！以后我们的潜艇就是节点了。
看过相关的科普，量子缠绕和薛定谔的猫理论，不只是空间性的，而且是时间性的，好可怕的
lonelywander 发表于 2015-3-6 17:17
其实我想知道，量子纠缠的速度是不是超过光速。假设两个量子属于纠缠状态，那么他们之间的信息传递速度如何 ...
“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级”——文章还没读完就急着答题。
量子通信，高大上啊
shadowcobra 发表于 2015-3-6 17:42
外行说几句，这个速度应该是瞬时的，不论多远
想起星际之门里那个古人的星际间通讯设备，把灵魂互换那个 ...
“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级”  
clling 发表于 2015-3-6 18:09
“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级”
’至少‘
我记得曾看到过是瞬时的，当然没有证实
4个数量级，已经是远远高于光速了
“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级”
因为速度太快条件有限都无法准确测量吗？爱因斯坦要成最大输家？
“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级”
估计这种传输信道就是传说中的"以太"，特牛逼的样子
这个量子应该是不带任何能量的，不然爱神就该被推翻了。
这么厉害！！
是不是测不准原理也被突破了？精确测量一个自由度，不会破坏另一个自由度的精度
那么量子加密也可解了？吓尿了
超时空炸弹。。
这理论，听起来有点扯蛋的样子
lonelywander 发表于 2015-3-6 17:17
其实我想知道，量子纠缠的速度是不是超过光速。假设两个量子属于纠缠状态，那么他们之间的信息传递速度如何 ...
瞬间同步，无时差。超光速早就不是什么问题了，现在说的是带信息的能量传输是否能超光速
挺有意思的事。
不明觉厉  
纪_昀_ 发表于 2015-3-6 19:13
瞬间同步，无时差。超光速早就不是什么问题了，现在说的是带信息的能量传输是否能超光速
超光速，这是什么时候的事？ 相对论什么时候完蛋了？
OwO 发表于 2015-3-6 19:19
超光速，这是什么时候的事？ 相对论什么时候完蛋了？
CD军友应该是热爱科技的一群人，偶肿么每次看科技贴就感觉CD大部分人的科学基础知识还停留在上世纪七八十年代
假如人以粒子的传输再组合后，那大脑里的记忆，意识什么的还有吗？
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