勇者无疆：量子比特和隐形传态技术     

      和讯网：http://opinion.hexun.com/2010-06-07/123907238.html

      日前，由中国科学技术大学和清华大学组成的联合小组，在量子态隐形传态技术上取得新突破，这使以往只能出现在科幻电影中的“超时空穿越”神奇场景变为现实。据联合小组研究成员介绍，作为未来量子通信网络的核心要素，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。

　　信息领域今天依然被经典的认识论占据着，信息技术除去信息存储、信息传输和信息处理需借助物理手段外，这些科学本身似乎和物理学没有太多的关系。但是，从物质角度看，信息源于物质在时空中的变化，又反作用于时空本身，信息传输是编码物理化学态的迁移，信息处理是物质系统态的有序演化，信息的提取可以理解成对编码物理化学态的观测。


　　今天量子信息学在其智力的触角能伸到的地方已经取得了一些成果，其中容易理解的是量子比特的概念和隐形传输的通信技术，也就是前文的实验。

　　在经典信息论中，信息量的基本单位是比特，一个比特代表经典二值系统（0，1）的一个取值的信息量。量子信息学中，基本单位是量子比特或称为量子位，量子比特是一个双态量子系统，这里的双态指的是两个线性独立态。在量子信息中，用作量子位实现的双态系统就是光子。解释一下，爱因斯坦是第一个认识到电磁辐射是以量子形式进行的，而且是以量子形式传播的。

　　我们掌握了量子比特的概念，其实就获得了一个更广阔的物质财富效应，可以实现在比特领域无法想象的操作。

　　量子隐形传态技术就是正在新兴的通讯领域，利用量子纠缠现象，可以实现不发送任何量子位而把量子位的未知态（即这个态包含的信息）发送出去。这样的净结果，就是张三所拥有的“笑态=笑容＋滑稽动作＋搞笑服装”，从张三处消失，并经过一个延迟（经典通讯和李四的操作时间），出现在李四那里。张三位置不动，李四位置也没有动，动的只是张三拥有的“笑态”，在李四处复活了。这在中国古代学术领域称为“遁术”。

　　与小说中称为“远距取物”不同的是，这只能称为“远距送物”，时间上送在先，复活在后。特别需要指出的是，上面的解说还受到线性的局限，理论上可以借助量子的隐形传态技术，传输任意复杂的量子态，包括这些态的组合。

　　目前在局域网中，中外科学家10多年前已经实现了包括量子隐形传态在内的，比如量子密钥分配等超乎经典信息论可以理解的人间奇迹。

　　量子信息学的进展不尽如人意，发展缓慢，主要原因是世界科学界自二战以后，具有远见的学术巨擘凤毛麟角；其次，各国和社会均对此重视不够，科学沦为经济的头饰；再者现在从事这个领域工作的普罗学者天天游走在经典与量子两个状态的边缘，为了生计只能将就经典信息论，这样才能有经费支持，有社会名声。如果搞前瞻性的量子信息这样的探索行为，在学科内部彼此学术交流都困难，更不用说和现实社会的交流了。

　　实际上，早在19世纪和20世纪之交时，物理学就完成了从牛顿力学向量子力学的转型。遗憾的是，这个转型目前只涉及地球上极少数的个体，而对极多数的人群而言，世界如故，各国的高考试题全部都在为经典数学和力学唱赞美诗。

　　不仅在科学领域，艺术方面也是一样。各国专业的美术教育机构都将素描视作美术的基础，世界知名的画家塞尚曾经质疑过这一传统行为，说我看到的世界是彩色的，为什么说素描是色彩的基础？

　　如果继承塞尚的探索精神，对物质世界，我们也应该提出以下的质疑：世界的本质是量子的，当今主流的经典规律只是量子规律在宏观条件下的近似，那么我们为什么还为沉睡在比特中而沾沾自喜？

　　答案只能归结于全球今天的教育制度，我一直以为，在幼儿园就应该开讲非欧几何、量子理论这些关乎世界本质的发现，而不是进行直线、平面和惯性力学这些人造幻觉的灌输。

　　（作者系中国机电一体化技术协会专家委员会主任、北京含弘天工科技有限公司董事长）

                           【作者：丁未 来源：第一财经日报】

摘自《野百合论坛》返回目录