量子通信瞬間傳輸信息

如果你能擁有一項超能力，你會選擇什么？相信“瞬間移動”會是不少人兒時的夢想。這種超能力在物理學上并非不可能。如果我們能夠?qū)?gòu)成物體的每一個粒子進行測量，然后在目的地用同樣的粒子完全復制其狀態(tài)，就可以得到一模一樣的物體。如今，中國科學家在這項技術(shù)上取得了重大突破。

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

神奇的量子糾纏

在奇特的量子世界里，量子存在一種奇妙的“糾纏”運動狀態(tài)。

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

信息的“超時空傳輸”

根據(jù)科學家們的定義，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)歷了科幻小說中描寫的“超時空傳輸”，在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，就又會在另一個地方神秘地出現(xiàn)。

中國科學技術(shù)大學副校長潘建偉用一個比喻解釋了這項研究：“一個保險箱從合肥帶到北京，鑰匙忘帶了。于是請合肥的同事測量一下鑰匙后告訴我，接著我在北京復制它?！?/p>

雖然這樣的場景還只是人類的幻想，但是量子傳輸?shù)拇_在一步步成為現(xiàn)實。1997年，科學家首次用一對糾纏光子實現(xiàn)了量子信息傳輸。2007年，美國的小組和中國的小組都利用光線達到100公里、200公里的傳輸距離。2008年，中國在合肥開始構(gòu)建全量子通信的網(wǎng)絡。2010年，中國科學技術(shù)大學-清華大學聯(lián)合小組成功實現(xiàn)了當時世界上最遠距離的量子態(tài)隱形傳輸。

通信絕對安全

此外，量子通信的另一優(yōu)點就是安全。中國科學技術(shù)大學量子信息實驗室教授彭承志表示其密鑰具有不可復制性和絕對安全性，一旦有人竊取密鑰，整個通信信息會“自毀”并告知使用者。

尤為神奇的是，量子態(tài)一旦出現(xiàn)了觀測者，狀態(tài)便會發(fā)生改變。因此，對量子通信的竊聽行為會改變光子的狀態(tài)，進而通信雙方就會意識到被“偷窺”。而且量子通信沒有電磁輻射，任何無線電探測系統(tǒng)都對量子通信無能為力。這項技術(shù)采用后意味著信息變得不可竊聽、復制和破譯，不再有可以被破譯的密碼，人們也不必擔心銀行信息等一些個人私密信息被人竊取。（據(jù)科技生活、光明日報）