通過《三體》中的智子,我們聊一下什麼是量子通信

2020-12-17 普辯

」我對三體世界說話「,每次小說讀到這裡,即便知道以後發生的故事,沉浸在小說劇情中的自己整個人跟著也沸騰了,因為這是地球人對三體世界蔑視地球兩個世紀的發洩和控訴,這是不是人類僅有的一次霸氣呢?那這樣霸氣的對話是怎麼實現的呢?

看到這,很多朋友可能已經猜到了,今天我們要說的是羅輯與三體世界對話的工具,智子!作為三體在地球上的全權代表,智子可以輕易地鎖死人類文明,可以製造出被人類科技所無法理解的神跡現象,還可以監聽地球上每時每刻發生的事情和對話,最後智子化身智慧機器人,代表三體世界統治了一段時間的地球。在幾個光年的尺度之下,三體是怎樣實現信息遠距離的實時傳輸的呢?

在《三體》這部小說中,智子背後的科學背書是量子糾纏,當然,喜歡三體的小夥伴們都知道,這是科學藝術化的加工,今天我們就來討論一下,超光速通信這個話題。

在愛因斯坦的神作《相對論》中,宇宙的極限速度是光速,那為什麼量子糾纏可以實現超光速呢?大體可以這樣理解,我會往簡單裡說,因為說的深了我也不會,說得越深,公式越多,那就沒有什麼閱讀體驗可言了。

宇宙中超光速的現象可能很多,比如我們熟知的量子糾纏,而在相對論中,光速作為宇宙的極限速度是說的實物粒子的極限速度,比如說光子等。實物粒子越接近光速,其自身的質量越大,繼續加速所消耗的能量就越多,所以將實物粒子加速到光速是極其困難的,可以理解為只能無限接近,但永遠不可能達到。同時這個被加速到接近光速的粒子會擁有極高的能量,這就是神級文明為什麼用一個粒子就可以摧毀三體的整個母星。

而光子之所以能以光速運動是因為其質量為零。而量子糾纏為什麼能夠實現超光速,並且可以達到光速的兩到三個數量級呢?那是因為量子糾纏的過程中沒有實物粒子的傳送過程,比如像無線電波或是光波之類的,所以量子糾纏效應不可能實現信息的傳輸,因為信息的傳輸必然會伴隨著實物粒子的傳輸,所以更不用說用量子糾纏來實現超光速的實時通訊了。

有的朋友會問,那就奇怪了,我國的墨子通訊衛星是怎麼實現的呢?我也只能簡單說,深了還是得去問潘建偉博士了。量子通訊衛星並沒有實現真正意義上的超光速信息傳輸,信息還是常規傳輸,只是利用量子糾纏效應實現量子密鑰分發從而保證了通信安全。在量子密鑰分發機制裡,給定兩個處於量子糾纏的粒子,假設通信雙方各自接收到其中一個粒子,由於測量其中任意一個粒子都會使得糾纏的粒子波函數坍縮,通俗說就是破壞兩個糾纏粒子的狀態,從而使原信息無法被解讀。並且任何竊聽動作都會被通信雙方偵測發覺。因為任何竊聽者都無法在不改變甚至破壞光子的情況下看到其中的信息。實現了原理上信息的不可破解性。

好了,今天關於智子的討論我們說這些,關於量子通信方面的知識解讀可能會有許多不足和漏洞,希望理解更深刻的朋友在評論區留言討論。

相關焦點

  • 《三體》中的智子盲區,揭示了更為殘酷的宇宙生存本質
    01 智子智子不僅是一個典型的日本女子的名字,也是一個神奇的技術產品。通過《三體》三部曲,劉慈欣向我們展示了一個把微觀粒子通過技術手段,野蠻修改,為自己服務的超級技能,它就是「智子」,對於公元世紀的人類來說,「智子」簡直就是神跡,當然,在那個時候,智子的確展示了一下「神跡」給汪淼看。
  • 《三體》中那些細思極恐的細節
    比爾·西恩斯作為面壁人,企圖通過提高人類智力來對抗三體入侵。根據比爾·西恩斯的發現,人類大腦思維和記憶活動是在量子層面進行的。所以深入研究下去,必然會有智在前面等著他們。也就是說,到了量子層面,就是智子的天下。那麼,存不存在這樣一個可能,智子從量子層面進入汪淼的夢境,從而控制他的思維呢?
  • 《三體》被智子「追殺」的物理學家——汪淼
    汪淼在《三體》的第一部裡,是貫穿著整個故事的重要線索人物!《三體》裡,通過汪淼的視角,用三體遊戲向《三體》的讀者介紹了什麼是三體、三體界的形成和概況、三體人的生活方式是怎麼樣的、科學邊界又是什麼以及地球三體組織的概況。所以他算是第一部的主角了。
  • 三體:智子為何不直接破壞汪淼負責的超強納米項目,而要恐嚇他?
    小縣官讀《三體》003期(第三章:射手和農場主)導讀:再上一章裡,通過與丁儀的交流,汪淼隱約知道人類在基礎物理研究領域遇到了前所未有的障礙。但沒等將問題徹底搞明白,他就遇到了麻煩,在自己拍攝的照片裡發現了死亡倒計時的數字。
  • 《三體》選讀:智子工程
    而在三體世界,已經存在過的包括我們在內的二百個文明中,沒有一個經歷過這種加速發展,所有的三體文明的科學和技術的進步都是勻速甚至減速的。我們世界的各個技術時代,都需要基本相同的漫長的發展時間。」The princeps nodded.
  • 三體中的空間物理學:閃光的宇宙
    但我也在閱讀《三體》的過程中,看到了屬於我們學科的一些知識和故事,也希望能在這裡和各位分享。2020.6.5不同於理論物理學,空間物理學研究的對象和過程,通常都在經典物理的框架下討論。在這種框架下,我們通常不考慮相對論和量子效應,我們認為電子和離子等,都是粒子,忽略其波粒二象性呈現出的波的性質。
  • 美國妄想「智子鎖死」華為,三體科幻會在現實中成真?
    這次,美國使用了類似科幻小說《三體》中的絕殺技能,「智子鎖死」。什麼是智子鎖死?在科幻小說三體中,三體人為控制地球,從控制地球的科技發展切入。三體人發射了基於智子的微觀控制裝置,將地球文明的基本粒子進行控制,讓地球人的科研無法取得理論根本的突破,只能在已有的科技水平上停滯不前。
  • 還記得「三體」嗎?科學家揭秘量子系統中的三體結構
    正如DT君心目中的神作《三體》一樣,任何與這個概念沾邊的東西都自帶光環,而三體問題也一直是數學上的未解之謎。這次,科學家把三體問題代入了量子力學的範疇,進一步探究了「量子三體」的內部效應。圖丨Efimov分子想像圖Efimov分子是一種奇異的量子顆粒,它的形成問題長期以來沒有定論。來自芝加哥大學的物理學家的最新研究解決了這個困擾許久的問題。
  • 三體:回歸運動聲明的本質,跟程心的選擇無關!
    ,宇宙將由封閉轉變為開放,宇宙將在永恆的膨脹中死去,所有的生命和記憶都將死去。首先是無法想像的數據處理能力:以歌者為例,歌者有兩項關於數據的能力讓我們驚嘆。首先是宏觀層面,歌者自身種子(飛船)所攜帶的主核(電腦)已經可以匹配5億個時間顆粒,所有的宇宙信息,母世界的超核達到什麼程度我們已不能想像,應該已經具有完整宇宙演化模型。
  • 三體:智子為何能鎖死地球科技?人類在高維空間沒有秘密
    三體:智子為何能鎖死地球科技?人類在高維空間沒有秘密愛因斯坦晚年為何要燒毀所有文稿?宇宙的4種力——宇宙引力,電磁力、強核力、弱核力,這幾種力的性質千差萬別,可以說是格格不入,為此愛因斯坦傷透了腦筋,要知道,這四種力我們人類只要掌握其中一種,便能給社會帶來翻天覆地的變化,令我們這些茹毛飲血的野人擺脫了愚昧與粗魯,從封建社會走向了工業社會,在地球各類動物的懵懂無知中,人類悄然屹立在了食物鏈的頂端,僅此一點,便能讓我們看到力的力量有多麼龐大。
  • 三體羅輯傳:什麼是技術爆炸?我們現在的科技是在爆炸增長嗎?
    三體中提到了一個很關鍵的點,就是科技大爆炸。這也是黑暗森林法則的一個很重要的組成部分。如果沒有科技大爆炸就沒辦法絕對的推出黑暗森林法則。危機紀元中,智子鎖定人類科技,也是依靠了這個點。那科技大爆炸究竟是個什麼東西,人類歷史上的科技大爆炸可能是哪些事件?
  • 三體中程心在逃亡過程中她朋友提出的三個問題,究竟有何深意?
    詳細過程讓我們把時間推回一些,廣播紀元三年零十月,三體世界被毀,人類世界第一次目睹了一個文明的毀滅,但隨之而來的是,同樣的危機也降臨在我們身上。然後在三體星系毀滅後的第三天,智子突然請程心和羅輯去喝茶。
  • 量子通信先行者,量子領域的領導企業:國盾量子
    今天講點高端的,有格局的——量子通信。在萌芽期的量子通信,未來發展空前具有想像力,國盾量子IPO首日就是1000%的漲幅,今天就來說道說道看什麼公司這麼厲害,且看且珍惜。在物理學中可以將其看作是一個物理極限,通過量子效應就能實現高性能的通信。而在信息學中,量子通信是通過量子力學原理中特有的屬性,來完成相應的信息傳遞工作。 量子通信同傳統的通信方式相比較,有一些比較突出的特點,例如安全性比較高,還有就是傳輸的過程中不容易受到阻礙。
  • 馮江源馮驥:量子通信,離我們還有多遠
    繼微電子信息之後,量子通信極有可能引發軍事、經濟、社會領域又一次重大革命  概念  利用量子糾纏效應進行信息傳遞  早在20世紀上半葉,科技界和產業界就期待找到一種新的通信方式——既不通過載體,也不受通信雙方空間距離的限制,不存在任何傳輸延時。
  • 「永不被解密」的量子通信
    以中國科學技術大學潘建偉團隊為技術依託的科大國盾量子技術股份有限公司,把量子通信帶到了日常生活中,形成了以量子密碼通信終端設備、網絡交換/路由設備為核心的量子信息安全系統整體解決方案。  目前,工商銀行、北京農商行等多家銀行率先試用了量子通信加密技術。
  • 在量子通信領域屢破紀錄,濟南量子院什麼來頭?
    科技日報記者從濟南量子院採訪獲知,在量子保密通信「京滬幹線」與「墨子號」量子衛星成功對接的基礎上,該院王向斌教授、張強教授、周飛教授與潘建偉團隊等合作,構建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發(QKD)鏈路和兩個衛星對地自由空間高速QKD鏈路的廣域量子通信網絡。經過兩年多穩定性、安全性測試,實現了跨越4600公裡的多用戶量子密鑰分發。
  • 中國實現全球首個天地一體化量子通信網!院士:不怕量子黑客攻擊
    圖文|科技故人「19世紀屬於英國,20世紀屬於美國,21世紀則是屬於中國的」,這是美國著名的投資大師吉姆·羅傑斯在2000年左右的一句名言,當時外界或多或少對此有些質疑不過如今快20年過去了,人們越來越發現,羅傑斯確實很有前瞻性,以科技領域為例,中國的進步堪稱神速曾經兩手空空的我們,如今已經有世界最領先的5G通信技術,中國北鬥首創的衛星短消息功能連美國
  • 《三體》結局之後,還可能發生什麼?|軒轅書評《三體秘密》1
    提示一下,因為我們今天的書評是圍繞《三體》的整個情節來評論的,所以可能會對《三體》情節有劇透。還沒有讀過《三體》的同學,可以讀完《三體》之後再來聽這期書評。問題今天的問題就是,在《三體》的最後,程心把雲天明送給她的小宇宙,幾乎全部歸還給了大宇宙(程心保留了小宇宙當中的小魚生態系統)。最終大宇宙的命運如何呢?大劉在書中並沒有寫。不過《三體秘密》這本書倒是討論了一下《三體》結局之後的結局。
  • 《三體》中的一些不合理的地方,它只是本小說,很多人神化了它
    關於物理上的一些問題:二維化爆發暗示1、量子羈絆傳遞信息,《三體》中 智子 無視空間間隔的瞬間傳輸信息,這個顯著是違反當時物理規律的,量子羈絆不能傳遞任何信息。2、「智子」超光速到地球鎖死人類基礎科學,雖然說只要一個質子那麼大的一個超級計算機,可是肯定是有質量的,這個智子居然能夠加快到無限挨近光速,這個能量需求是極大的。文章中說了,這個「智子」從真空中汲取能量,這時候能量守恆貌似也被挑戰了。在世界中你是真空中飛行,到了地球,這個智子到處幹擾地球的實驗,那麼它的能量是哪裡來的呢?
  • 如何用通俗語言解釋量子通信
    長期來看,量子通信有望引領世界科技進步,預計三到五年內量子通信相關應用會大規模推廣。短期來看,目前的量子隱形傳態、量子糾纏等只能給出一個基本的傳輸狀態或概率,更精確的狀態需要通過其他方式,量子通信方面還有很多有待完善的地方。