量子隱形傳態是什麼?在未來能否實現物質瞬間傳送嗎?

2020-12-05 科學認識論

量子瞬間移動到目前為止還僅僅停留在理論上。我們常說的量子隱態傳送(隱形傳態)技術就是以後瞬間移動的理論基礎。

中科院如今已經可以將光子進行傳送了。但是能否傳遞大分子級別以上的宏觀物體不僅僅是個物理難題還是哲學難題。

物質都是由微觀粒子構成的,而微觀粒子都具有量子態。按照目前的量子力學,微觀粒子的不同除了質量和性質的差異還在於量子狀態。

光子和光子是不同的不僅僅在於頻率,還在於量子狀態。量子瞬移並不是將一個光子發送到另一個地方。而是在兩地分別建立一個系統,一個是發送地,另一個是接收地。通過對發送地的光子進行測量,得到它的量子態信息後,再用電磁波將這些信息發射到接收地。這樣就可以重新「組裝」接收地的光子,使其具有和發送地光子一樣的量子狀態。

宏觀物體的本質就是微觀粒子的組合形式。如果一個人體內的所有原子的排列組合都與另一個人完全一樣。那麼這兩個人是否具有相同的意識呢?這就是哲學本體論的思考。

到底是物質決定意識,還是意識決定物質

按照唯物主義者的看法,人和人的不同在於身體原子的組合形式不同。

而唯心主義者認為,即便兩個人體內的所有微觀粒子的組合形式和種類都完全相同,那麼他們之間也不具有相同的意識。

哲學家爭論數千年的本體論或許會被物理學解決。意識和物質到底誰是本源可以通過量子瞬間移動技術進行驗證。

潘建偉教授曾經構思過這個問題,他本人認為瞬間移動在未來千年內是有可能實現的。到那時候,可以通過機器重新掃描人體內的所有微觀粒子的信息,將其記錄成數據發送在千裡之外,再通過這些信息重新構建這個人。

人體所需的元素在土壤裡全都包含著。堆積人體所需的原材料可以直接由土壤提供,我們只要知道這個人體內所有的原子信息就可以構建他。不過計算人體所蘊含的原子數對於電子計算機簡直是天方夜譚。

要處理這樣量級的原子數的能力必須量子計算機的參與才有可能實現。

量子瞬間移動是不可以超過光速的

按照目前的隱態傳送技術。將A粒子的量子信息複製到C粒子,需要一個中介粒子B。

A到C粒子不可以直接複製粘貼。即便A與C可以通過量子糾纏超時空作用,但是從B粒子到C粒子的傳遞卻是只能通過電磁波。

量子隱態傳遞就是先通過A與C形成糾纏態,它們之間就會有四個bell態。

測量四個bell態不能一次性全測量出來。必須藉助第三方粒子。

量子信息的轉移是分兩步完成

第一步就是糾纏,第二步就是使第三方粒子與被傳遞粒子形成共態。再通過測量第三方粒子獲得剩下的bell態信息,並通過電磁波發送給B粒子。

這也就是木桶效應,因為第二步的信息傳遞不可以突破光速,所以導致隱態傳遞的過程不能突破光速。

將C粒子複製成A粒子後,A粒子會同時坍塌。所以大家不必驚恐,以後瞬間移動技術並不會導致兩個人你的出現。在北京的你被瞬間移動到上海的同時,北京的本體就會同時坍塌掉。

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