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  • 1 # 奔騰系列之狂奔的蝸牛

    如果弄清楚了量子糾纏的本質,或許可能解決這個問題。

    但是,量子糾纏的本質是什麼?時空的對稱性嗎?實際上量子糾纏至今還沒有一個明確的說法,我們只知道,量子糾纏與速度沒有關係,在微觀層面我們觀測到了部分的對稱現象,但宏觀層面,還一直沒有任何糾纏跡象。

    量子糾纏說明了一部分粒子存在絕對的對稱性,薛定諤的貓被解釋為量子疊加態,其實是觀察者意識參與在貓本體的糾纏現象,觀察者的意識量子在開啟盒子的一瞬間(意識的決定速度可理解為0)決定貓得活著,貓體內被觀察的量子即刻與觀察者意識量子相呼應,這隻貓由此則活了下來,這一切究竟是不是對的呢?還是這個世界本是由無限個量子糾纏而排列組合在一起的呢?

    我們仍不得而知。

    個人認為,量子糾纏中的兩個粒子,一個是確實存在的,而另一個,無論我們如何證明,也是映象存在的。就像寫程式,我們呼叫的函式必須得與函式庫裡的函式對應,才可以使程式程式碼有效並正常執行,細思極恐了,我們這個宇宙是不是也如此?我們本身是不是也是一行行的程式碼?又是誰,在寫這些程式碼?

  • 2 # 小宇堂

    不能。量子傳輸也沒有辦法超過光速傳遞有效資訊的。我在下面細細道來——

    在大眾媒體上,人們通常容易搞混量子加密傳輸和量子隱形傳輸。這兩種技術是完全不同的概念。

    量子加密傳輸(講這個只是暖暖場)

    量子加密傳輸是利用量子糾纏來分發金鑰,金鑰分發之後通訊雙方還是透過傳統的方式來傳遞經典資訊,該用什麼加密演算法就用什麼加密演算法,和目前傳統通訊的傳輸過程沒有太大差別。這個“傳輸”跟深空高效能通訊沒有什麼關係。

    這裡需要請注意上面“經典資訊”的含義——大概可以理解為一種確定的狀態,例如1或者0。在整個經典資訊的傳遞過程中,資訊都是確定的不變的。而量子資訊的傳遞就不同了,量子資訊是一種“混沌”的資訊,相當於傳輸了一黑匣子的骰子,傳輸過程中隨時檢查裡面的數值都是不同的。量子(隱形)傳輸

    但是“糾纏光子對”不是為了傳輸確定的經典資訊而製備的,其目的是分發一對相關的量子態(一種不可測的狀態),為量子態的傳輸做準備,就像先建立一個通道。顯然建立這個通道的“分發”過程,是不可能超光速的。而且,分發的這個糾纏量子對,也是不可能傳遞任何確定的經典資訊的,因為分發的實際上兩匣子相互嚴格相關的“骰子”,開啟匣子,只不過是隨機抽取了一個數值而已,這個數值不是確定的,不是能夠人為確定的。

    當這個通道建立成功,在分發兩端中的一端透過特殊的裝置,將此端的那個糾纏量子與某需要傳輸量子態的另一個量子進行再糾纏,就可以把這個“另一個”量子的量子態瞬間傳輸到對端——這個過程就叫做量子傳輸,這相當於讓一個量子穿過了那對糾纏量子預先建立的“通道”,這個過程才是利用量子糾纏“鬼魅的超距作用”的主要形式。

    在此基礎上,如果那個“被傳輸的量子”如果也是個與某量子成對的糾纏量子,這樣就有意思了——這實際上實現了,糾纏量子的中繼傳輸。可以實現把量子糾纏態一層層地中繼傳輸到很遠的地方。但是,這樣的過程仍然無法傳輸確定的經典資訊(經典位,bit),只能傳輸量子資訊(量子位,quibit)。

    量子位

    一個量子位,個人覺得可以理解為一個不確定性單位,它可以用於處理量子世界的各種現象,但對於我們宏觀世界的確定性現象的處理就很難。量子世界和宏觀確定世界似乎存在一個明顯的壁壘,個人感覺這是因為量子的世界是一個容易保持對稱性地世界,一點點能量可以維持一個很微小的系統的長期的穩定和堆成,對稱性破缺並不容易發生——這個可以用筷子來比喻:

    在現實世界,筷子的直立和傾倒的這兩種狀態只能存在一種,因為引力太強,筷子太大,受力之後必倒無疑——這實際上是一種對稱性破缺(丟失)的過程。對於筷子來說,最完美的對稱性,就是它可以隨時以任何狀態存在於時空中(可是在宏觀世界中,引力不允許它以那種方式存在)

    但是,在量子的世界中,因為筷子很小,引力對它沒用,若也沒有其它力的干涉,它就無法無天了,它可以在時間和空間上完全自由(對稱),於是匪夷所思的情況就出現了——它處於任何狀態的可能性都是均等的,因為這樣才是完美對稱。筷子的這種狀態就是一種量子態,只不過筷子可能的狀態實在太多了——它可以繞縱軸轉,也可以繞橫軸轉,可以倒向720度任何方位;但這還不夠,它還必需要在時間上對稱,於是必需把這些狀態對稱均勻地分配在所有時間上,所以就變成了一根類似不斷翻滾的骰子的狀態,你在時間上和空間上探測它得到的統計資料是某種隨機分佈——這就是量子態的基本含義。

    但我們使用的微觀粒子可能沒有筷子的構造這麼複雜,因為基本粒子的構造一般都很“簡單明瞭”,而且有些東西貌似不是可以無限分下去的。

    量子傳輸不能超光速傳輸經典資訊,僅靠量子態傳輸也不能傳輸任何經典資訊

    前面提到的量子態傳輸不能傳輸經典資訊,這在量子資訊學當中被稱為“無通訊原理”,指的就是收發兩端在沒有預先進行通訊的情況下,僅憑“糾纏量子對”沒辦法傳輸任何有效的(經典)資訊——因為你只是發了一對裝了骰子的黑匣子給雙方,雖然兩匣子中的骰子有明確的關聯,但你沒辦法決定最終傳遞哪個點數到對方,你只是決定了一個點數,至於是哪個點數沒辦法決定。(這裡有點繞口令,見諒,請盡力理解)。

    只要當對糾纏量子作出觀測的一方觀測了其中一個量子之後,再透過傳統的方式把自己觀測的方式和結果的相關資訊告知對方,對方才能用同樣的觀測方法確定傳輸過來的量子態確實是糾纏的那個。所以實際上資訊還是透過傳統方式傳過去的,否則對方很難驗證發過來的糾纏量子是否是配對的(當然還有一些其他的方法來驗證,無需提供傳送方的資訊)。

    結論

    說了這麼多,繞了那麼多這邊那邊,其實說明了一個問題,透過量子通訊沒有辦法實現從超光速的經典資訊傳輸,因此在人類深空探測專案中,量子通訊不能作為超光速通訊的技術基礎。

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