中科大潘建伟团队实现地星间量子隐形传态“瞬间传送”
来源:澎湃新闻网 虞涵棋 发布时间:2017-08-10 13:25:10
首先,科研人员在西藏阿里的地面站制备纠缠光子对A和B,将其中一个光子B分发给“墨子号”卫星,组成一条隐形传态的信道。科研人员同时对另一个地面上的光子C和A进行一个操作,称为“贝尔态测量”(BSM)。根据量子的一些基本特性,光子C和A经过测量之后,他们的量子态会改变,与A处于纠缠态的B也会发生相应变化。在得到某一个测量结果时,光子B恰好会变到光子C最初的状态。
也就是说,一个与原来的光子A状态一模一样的光子,出现在了卫星上,仿佛光子A完成了“瞬间移动”。这里面有两个值得注意的地方:首先,这并不是光子本身被转移到卫星上,原来的光子A还在地面上,而且状态已经由于测量而改变了。所以,这中间并不存在“复制”的问题。
即使有朝一日,科技的发展真的能实现人类的隐形传态,我们也大可不必担忧世界上存在“两个我”的伦理问题。
另一方面,在量子隐形传态的过程中,信息的传播并没有超过光速。如果信息的发送方想要通过卫星这个中继站,把手中光子的量子态传给另一个地面站的接收方,那么他们需要通过传统的通信渠道,比如电话、短信或者互联网,沟通贝尔态测量结果。
“百年物理学21篇经典论文”
1993年,IBM的查尔斯·本内特(Charles H. Bennett)和其他5位科学家一起提出了量子隐形传态的构想。值得一提的是,此次潘建伟团队发表在《自然》上的另一个实验,量子密钥分发,也是基于本内特和合作者在1984年提出的一个构想。
1997年,潘建伟在他的老师、奥地利因斯布鲁克大学的蔡林格(Anton Zeilinger)团队首次实现了单光子自旋态的传输。这篇题为《实验量子隐形传态》的论文后来入选了《自然》杂志的“百年物理学21篇经典论文”,跟它并列的论文包括伦琴发现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。