UFO以超光速离去飞行,他是怎么做到的!?
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人工智能学家
《人工智能学家》闫盖,刘锋
作为信息传输安全的解决方案,量子通信由于其高度的高保密性,在金融、军事、国防等信息安全领域等方面有着巨大的应用价值和前景。
1月8日,在此领域屡获殊荣的潘建伟院士团队以“多光子纠缠及干涉度量”项目摘得2015年度国家自然科学奖一等奖。量子通信也位于我国“十三五规划建议”的“以2030年为时间节点,体现国家战略意图的重大科技项目”的七大项目之中。
在资本市场上,量子技术概念股也随着近年来的量子科学研究,量子通信的商用,和各国政府和企业的大力发展而大热起来。
那么,量子通信相对于传统通信的优点体现在哪里?在科幻电影和小说中,人们一直梦想拥有比光速更快的瞬时通信方法,有些朋友因此对量子通信有些误解,认为其是某种高于光速的通信方式,然而事实上它并不是这样。
量子力学与相对论称为二十世纪物理学两大基石。量子力学创始人德国物理学家普朗克于1900年首次提出量子假设,量子也逐渐成为现代物理学的一个重要概念。量子指一个不可分割的基本个体,基本概念为所有的有形物质是“可量子化的”,有固定的物理量数值。如以光子为“量子”的光或原子中电子,它们的能量在衰减的时候,衰减能量是不连续的且有固定单位数值的,因此是“可量子化的”。除不可分割性以外,量子另一个重要特性是不可克隆性。1982年Wootters、Zurek和Dieks在《单量子态不可克隆》一文中首次提出该特性,其大意为:对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制是不可实现的。
首先,量子技术中,主要有量子通信和量子计算,也包括量子精密测量等其他方面。量子通信主要涉及的领域包括:量子密码通信、量子远程传送和量子密集编码等。
量子通信概念首次由美国科学家贝内特于1993年提出,是由光子等基本粒子的量子态携带信息,利用量子纠缠原理实现保密通信的通信方式。量子纠缠理论是指,在量子力学理论下,可能存在这样一个所谓的纠缠状态,即一个粒子态波函数的塌缩会导致与之处在纠缠态的另一个粒子态波函数塌缩。
爱因斯坦等科学家认为这是超距作用,和相对论理论矛盾,因此将“量子纠缠”的观点比喻成“上帝掷骰子”,所以量子力学的描述是不完备的。但20世纪后期的一系列实验,直至2015年荷兰大学物理学家罗纳德?汉森的“无漏洞贝尔测试”似乎证明了“远距离闹鬼”的量子纠缠是正确的。
根据量子纠缠原理,在通信双方手中,有纠缠态的2个粒子。其中一个粒子的量子态发生变化,另外一方的量子态就会随之立刻变化,而根据量子理论,宏观的任何观察和干扰,都会立刻改变量子态并引起其坍塌。因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏,并非原有信息。
因此利用量子态的不可复制性,量子通信利用量子密钥分发获得密钥加密信息,在通信光缆两端用量子加密,信息若被截获或复制,量子态被破坏后就会产生乱码,所以量子通信加密的数据传输解决方案甚至被称为“绝对安全”的。
针对信息处理过程,2012年诺贝尔物理学奖获得者Wineland指出“纠缠粒子数越多,量子力学非定域性越强烈,对量子信息处理也越有用”。潘建伟院士团队分别于2004年,2007年,2012年制备出五光子,六光子,八光子纠缠,其团队研究成果“多光子纠缠及干涉度量”就是“对多光子、原子等微观粒子进行精确操纵,根据量子物理原理提供的一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作,以确保通信安全和提升计算速度等方面可以突破经典信息技术的瓶颈”。
正如潘建伟院士在2015年计算机大会中所讲“因为量子不可分割、不可克隆,可以在原理上保证比较安全,实现加密内容不可破译的保密通信。密钥不可随时产生,不可破译”。 量子通信的特点在于结合了量子论和信息论,易于编码和加密,高效率和绝对安全,而并不是一种超光速的通信。
相反如潘院士所说,“只要因果律成立,量子密钥分发的安全性就是严格得到证明的。什么叫因果性?就是不能超光速飞行。”量子通信的量子纠缠,正如你将两个鞋子放在盒子中,你的两个朋友随机带走一个到另外一个地方,当朋友A看到是左脚的鞋子以后,他会比光速还快地确定右脚的鞋子在B手中,但这个结果还是通过A通过人工搬运的方式才得知的。量子通信信息的传递仍需要通过传统信道传播,并不是一种超光速的通信。
(本文系作者个人观点,不代表一点资讯的观点和立场)
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