※ [本文转录自 Gossiping 看板 #1GjpzJ_3 ] 作者: jfsu (水精灵) 看板: Gossiping 标题: Re: [问卦] 有没有量子隐形传输的八卦 时间: Thu Nov 29 18:56:15 2012 : : 三年前国际期刊自然曾经发表说 : : 大陆成功利用量子隐形传输透过16公里长的信息道将实物从A传到B : : 这到底是怎麽做到的?? : : 又过了三年现在大陆科技一定更进步 : : 是不是也可以传送人了??? : : 台湾在0.1秒内被200万共军侵占直接投降 吱吱崩溃 : : 有没有量子隐形传输的八卦??? : 量子传输 不是传输物质 是传输量子态 : 有种量子力学的现象 叫做量子纠缠 : 不管距离多远 成对的粒子量子态会不同 : 因此不管两个粒子分离多遥远 : 只要观察其中一个的状态 就可以知道另一个状态为何 : 目前还没有技术透过改变状态 去影响远方的状态 所以无法进行所谓的超光速传递 : 双方都只能观察 现实的应用是当作加密用的工具 : 理论上这种加密方式 没有已知的方法破解 既然有人问到这麽艰深的问题，那我试着用比较白话的方式解释～ 不过，在讨论量子隐形传输前，我们之先来聊聊『瞬间移动』。　 『瞬间移动』，Teleportation，是由 Tele(遥远)与Transportation(输送)两字组成 又称为远距传输。它是将人或物从甲地瞬间移动到乙地。 最早的历史记录，是在宗教上，如：圣经就有记载： 『他们 从 水里 来，主的灵 把 腓利 提了去 ...... 在 亚锁都 遇见 腓利，他 走遍 城邑， 宣扬 福音 直到 该撤利亚 』 《微 移动》 1877年，在一本科幻小说『没有身体的男人』(The man without body)里提到科学家 试着将自己瞬间移动，但传送到一半时，电力耗尽，最终只传了脑袋过去。 以福尔摩斯着名的作家科南道尔，在其小说『解构机』亦提及到类似的方法。 另外，像是电影『变蝇人』，或是将瞬间移动发挥到淋漓尽致的影集『星舰迷航记』， 都有着相同的描述手法。 注:『星舰迷航记』因为制片预算有限，工作人员没有钱做出太空船升降的特效与场景， 只好透过『瞬间移动』(cost down)来移动企业号上的人员到目的地。 值得一提的是，由於瞬间移动不断地遭到科学家的质疑，因为要将一个人瞬间移动 必须得知道他体内每一个原子的确切位置，但这却违反了海森堡的『测不准原理』， 亦即，我们无法得知一个电子的确切位置和速度。所以星舰迷航记的制片人决定加装 一个『海森堡补偿器』的东西到移转室，来消弭这些批评声浪。不过，这玩意或许是 多此一举，因为早期的科学家也许错了。 注:「测不准原理」又称为「不确定性原理」(Principle of Uncertainty)是指： 一个粒子的位置的不确定性乘上其动量的不确定性一定大於或等於普朗克常数除以2π 或是 一个粒子的能量的不确定性乘上其时间的不确定性一定大於或等於普朗克常数除以2π 当所有的不确定性=0，牛顿定律便成立了。 上述的说明可能太文言文了，这不符合科普的精神，在此，咱引用一位学者说过的话， 他是这样揶揄海森堡： 「海森堡的测不准原理一定是他在思考自己的爱情生活时发现，因为 　有时间的时候，他没有体力；当时机正好时，他却想不出适当的体位！」 大家只要记住上述的类比就可以了解『测不准原理』精神所在。 以牛顿力学来说，瞬间移动是绝不可能，因为其定律都是建立在「物质由许多坚硬的 小球构成，除非受到推动，否则不可能移动」，物质不可能突然从某个地方消失， 又突然从某个地方出现，换就话说，就是『不可质疑你的神（牛顿）！』 不过，这项主宰科学界150年的定律在1952年被海森堡、薛丁格等人所发明的量子理论 推翻！因为根据此理论，粒子的特性正是如此！ 注:早在1905年，爱因斯坦证实了光波也可能表现出粒子般的特性， 　 　1920年，薛丁格想到了电子等粒子也可能展现出类似波的行为。 既然电子可以用波来描述，其波动方程式是什麽？没多久，薛丁格与其中一位 女友（or 情妇）在阿尔卑斯山渡假时写出了电子波的微分方程！ 这叫众多去死去死团的宅宅们情何以堪！！ 简而言之，电子确实是粒子，只不过要找到这个粒子的机率是由薛丁格的波动方程式 决定；波越大，代表找到特定粒子的机率越高！ 後来他用该方程式来解氢原子的波函数，得到波耳的电子绕原子核运转的模型实际上 是错的！电子并非循着特定的轨道绕行原子，而是以波动的方式在原子核周围运动！ 所以大家请把脑袋中那个传统的电子绕原子核运转的画面擦掉，虽然媒体、广告常用 这个来代表科学。 也因此，随机与机率便闯入了物理学，连爱因斯坦也说了着名的话： 『上帝不会掷骰子！』 他认为，「量子理论越成功，它就越愚蠢！」 是否愿意接受祝福(Y/n？)　Yes！ 是否愿意接受量子论(Y/n？) No！ 今天，如果你试着画出了人体的波函数，它会跟你身体的每一部份都很像，有些波会朝 其他地方乱跑，有些波则是不断地延伸到某个星球。哪天你醒来，发现自己身在 亚利安星球，这一点也不意外，不过...机率非常非常低！ （下次你在pub捡屍时，若隔天公鸡啼叫前不幸发生屍变，这位你捡来的大体要将你 告上衙门，或许可以试试这个理由，至於法官信不信...反正我是不信啦....XD） 因为在原子内部，量子的跃迁是极为平常，但要发生在人体，却很难。毕竟，人是由 数以兆个原子构成，整体而言，电子在原子核周围运动跳跃，这些不规则的运事实上是 互相抵消。因此，我们身上的物质才会坚固稳定。 现在，让我们回到一开始的主题，量子传输是不是有可能？ 当然！不然就不会登上新闻了，不过，这是有条件的！它是基於所谓的『EPR实验』。 (EPR为爱因斯坦、波多斯基、罗森，这三个人的名字字首命名，他们於1935年提出 这篇论文，主要的目的是想要把机率赶出物理学，但後来却适得其反！) 底下先解释何谓『量子纠缠』（Quantum Entanglement）： 当电子一开始以相同的步调振动时（亦称之为同调coherence），两者会保持波状的 同步化，就算相隔好几光年，他们之间有一道看不见的薛丁格波，像命运的红线一样 将他们联系起来。当其中一颗电子发生状况时，相关讯息就会立即传递给对方， 这个现象称之为『量子纠缠』。 翻成白话就是：在漫画『三只眼』，藤井八云被贝纳雷斯放逐到亚空间去寻找第三只 三只眼时，贝纳雷斯施了『咒的命纲』在八云身上...。一旦八云发现三只眼时， 贝纳雷斯就会瞬间将八云从亚空间拉回地球。 ps.请各位将『咒的命纲』想像成这道看不见的薛丁格波～ 也就是说，以同调振动的粒子彼此间有某种紧密的连结存在！ 现在，我们假设有两颗电子以相同的步调来回振荡，之後，我们再让他们以相反的方向 飞去，那麽它们会像陀螺般地旋转。根据量子定律，在我们进行量测前，他们的旋转面 是朝上与朝下的总合。就在我们开始观测时，电子的状态就确定了（波函数崩溃罗！）， 它们就只能朝上或是朝下。 所以你只要测量其中一颗电子的旋转方向，例如，朝上，你可以马上知道另一颗是朝下， 你知道这点的速度甚至超越了光速！对此，爱因斯坦用『远距离的鬼魅作用』 Spooky-Action-at-Distance)来讽刺、甚至这间接证明了量子理论是错的，因为这世上 哪有东西跑得比光还快？ 不过，代志不是bumbler想得那麽简单。 45年後，几位法国的科学家用实验证明了量子纠缠！ 是的！上帝真的在掷骰子！ 虽然讯息传递的速度快过光速，但这里的讯息是随机的、没用的。因为你无法用EPR实验 来传递真正的讯息或摩斯电码，甚至是台湾今天的股价行情！ 好比说，有位老兄总是喜欢戴绿帽子与穿红鞋子。当你看到他戴上绿帽子时，你就能以 比光还快的速度知道他一定是穿红鞋子！当然啦，知道这样的讯息是没有任何意义。 不过，直到1993年，EPR实验又重新获得正视！ 一群IBM的科学家经由EPR实验，证实了在原子层次中，要瞬间移动物体确实有可能的。 也就是说，可以传递粒子所携带的讯息。 2004年，科学家成功将讯息经由光子与铍原子传送！ 2006年，讯息经由铯原子传输了半码的距离！这是第一次用光（信息与载体）与 原子间的量子传输。 2007年，科学家提出了不靠量子纠缠的传输方式！（依靠『玻色爱因斯坦凝结态』 Bose Einstein Condensate, BEC法） 20xx年，预计可以传输DNA或是病毒。 2xxx年，人，如果可以办得的话。 或许有人会问，传输复杂的分子是有多难？ Well，或许失业的人将会告诉你，这绝对比帮他找份工作还简单！ 以上 参考资料: 1.电影中的不可能 2.wikipedia --

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