葫芦娃爷爷叫什么名字:如同科幻描绘的“超时空穿越”——我国首次实现远距离自由空间量子态隐形传输

　据联合小组研究成员彭承志教授介绍，量子态隐形传输是一种全新的通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，它是未来量子通信网络的核心要素。利用量子纠缠技术，需要传输的量子态如同科幻小说中描绘的“超时空穿越”，在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方瞬间神秘地出现。这一奇特的现象引起了学术界和公众的广泛兴趣。1997年，奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证。2004年，该小组利用多瑙河底的光纤信道，成功地将量子态隐形传输距离提高到600米。但由于光纤信道中的损耗和环境的干扰，量子态隐形传输的距离难以大幅度提高。

　2004年，中国科大潘建伟、彭承志等研究人员开始探索在自由空间实现更远距离的量子通信。在自由空间，环境对光量子态的干扰效应极小，而光子一旦穿透大气层进入外层空间，其损耗更是接近于零，这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面更具优势。该小组2005年在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠分发世界纪录，同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。2007年开始，中国科大-清华大学联合研究小组在北京八达岭与河北怀来之间架设长达16公里的自由空间量子信道，并取得了一系列关键技术突破，最终在2009年成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输，证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性，为未来基于卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。

        量子保密通信技术基于量子力学原理，能确保两地之间密匙分配的绝对安全性，从而保证了通信的绝对安全。

　　彭承志，中国科学技术大学在2000年开始进行量子信息方面的研究，于2000年加入潘建伟教授组建的量子信息实验室。量子信息是国际上物理研究的热点前沿领域，也是被公认为非常有应用前景和价值的一个。1997年，奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证。 2004年，该小组利用多瑙河底的光纤信道，成功地将量子“超时空穿越”距离提高到600米。但量子态隐形传输的距离难以大幅度提高。

　　“传输距离取决于能够在多远的距离建立光子的纠缠关系，传输过程中也存在环境对光量子态的干扰效应等因素，这也是研究学界都力图解决的难题。 ”

　　2007年开始，中国科大——清华大学联合研究小组在北京架设了长达16公里的自由空间量子信道，并取得了一系列关键技术突破

   进入一间屋子，一按电钮，屋子空了。同时，这个人出现在了远在几百光年外的另一间屋子，科幻电影中经常出现的“超时空穿越”让人们大开眼界。这种幻想是否能够实现？

　　6月1日，英国《自然》杂志子刊《自然光子学》上发表的中国科技大学最新研究成果引起了国际学术界的广泛关注。在取得了一系列关键技术突破后，我国目前已成功实现16公里距离的量子态隐形传输。通俗讲，一个量子态在一个地方消失，又在另一个地方出现，两个地方的距离已达到16公里。

　　信息的瞬间传递能否发展到实物的瞬间传递？甚至能否发展到生命体的瞬间传递？一时间，读到这条新闻的人们不禁畅想连连。昨天，记者采访了中国科技大学量子信息实验室彭承志教授。

　　问题：真的存在超时空穿越

　　答案：不存在

　　按照常理，信息的传播需要载体，人与人的对话需要通过声音来传播，手机与基站之间要通过电磁波来传输信号，互联网的信息传递也需要在光缆中传输的光信号。那么，不需要载体的信息传递是否存在？

　　“在量子世界里，在纠缠光子的帮助下，量子态隐形传输就可以实现这一点。 ”彭承志教授告诉记者，“打个比方说，纠缠光子就好像两个骰子，甲乙两人身处两地，分别拿其中一个骰子，甲随意掷一下骰子是5点，与此同时，乙手中的骰子会自动地翻转到5点。 ”

　　无论两个骰子的距离有多远，只要他们是“纠缠光子”，它们的状态就是互相关联的。

　　“纠缠光子的这种类似于‘心电感应’的特性就可以用来实现量子态的隐形传输。”彭承志解释说，“我们可以将待传输的量子态与一个纠缠光子进行一次联合量子测量，再将这个联合测量的结果通过经典信道告诉另一个纠缠光子，我们就可以得到待传输的量子态。 ”

　　在这个过程中，待传输的量子态并没有经过载体的传递，就“凭空”出现在了另一个纠缠光子上，但是，这种传输理论与科幻电影里出现的“超时空”是不同的，原有的量子态在联合量子测量之后会发生改变，并且测量结果仍然需要经典信道来传递，所以用“超时空”来形容量子隐形传输是不严谨的。

　　问题：16公里的距离很难达到

　　答案：很难

　　现在，两个骰子的距离已经可以达到16公里，这个距离并不远，但也创了世界纪录，“实际上，达到16公里的距离并不容易。 ”彭承志告诉记者。

　　问题：能在宇宙进行传输吗？

　　答案：更容易

　　2004年，中国科大潘建伟等研究人员开始探索在自由空间实现更远距离的量子通信。在自由空间，环境对光量子态的干扰效应极小，而光子一旦穿透大气层进入外层空间，其损耗更是接近于零，这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面更具优势。

　　小组早在2005年就在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠“拆分”、发送的世界纪录，同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。 2009年证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性，为未来基于卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。

　　问题：物体可实现量子传输吗？

　　答案：未来的梦

　　“量子力学告诉我们，未知的量子态不能精确的克隆，而宏观物体是由无数个原子组成，每一个原子的状态都不能精确的克隆，这就告诉我们这个世界上永远不能复制出一个一模一样的“我”来”彭承志告诉记者“但是量子态隐形传输过程则不同，虽然它仍然不能精确的克隆一个未知的量子态，但是它可以把一个量子态精确的传输到远程另一个粒子上”。

　　人们自然会想象，如果把一个物体甚至是一个人的全部微观粒子结构记录下来，在另一个地方原样重组，再将每个粒子的量子态都通过量子态隐形传输的过程传递过来，虽然原有的量子态经过联合量子测量后将全部发生变化，但新的物体是不是和原来的一模一样呢？这是不是就实现了物体的量子传输？

　　“目前我们实现的仅仅是单光子量子态的隐形传输，在未来有可能实现复杂量子系统的量子态隐形传输，但距离宏观物体的量子态隐形传输还具有非常遥远的距离。 ”彭承志说。

　　目前量子通信在实用方面的努力还在继续，中国目前主要朝两个方向努力：一是通过光纤网络实现同城用户的通信；二是借助空间站、卫星等空间平台，实现全球化通信网络。

　　“科技发展的速度有多快谁能知道呢？就好像打算盘时的人们永远想不到，在不久的将来，人类发明出了每秒运行几千亿次的电子计算机。 ”