潘建偉的量子通信，為什麼被質疑是偽科學？《自然》這樣回應！
2020-10-18 星辰大海種花家量子力學的發展確實伴隨著大量的矛盾與爭議，特別是在量子通信開始發展後，有部分「消息靈通」人士已經洞察了量子通信的「偽科技」本質，並且還再三指責科普量子通信的文章為偽科學站臺！這些詰問到底是科學的嗎？
量子通信的原理是什麼？
量子通信的原理還要問麼，不就是量子糾纏麼，傳說中的量子通信就是將糾纏中的兩個量子分開，即使相隔在宇宙的兩端，當A粒子的狀態發生改變時，B粒子也會隨之發生改變，這個通訊速度超越光速，距離再遙遠也是即時通信！
聽起來完美的量子通信確實應該如此，但事實上我們並不能做到在觀察處在量子疊加態的不觸發坍縮，所以從理論上來看，這種完美的通信方式是不可能存在的，這是不是人類的技術不夠，而是量子世界的客觀坍縮理論所決定的！
客觀坍縮理論
薛丁格方程的線性性質允許粒子自然地處於幾個不同量子態的疊加態，當然它也允許宏觀物體處在幾個不同量子態的疊加態，但在大自然中從來都沒有觀察到過這種現象！因為宏觀物體永遠都會佔據一個確定的位置，因此將微觀物質的尺寸加大時，它的位置和動量將會被同時確定！
但在微觀狀態下，這個處於量子疊加的狀態是允許存在的，但根據哥本哈根詮釋的波函數坍縮假說，在觀察動作之後，疊加態會坍縮為可觀察量的幾個本徵態之中的一個本徵態，而坍縮至任何一個本徵態的概率遵循玻恩定則！
所以很抱歉，根據哥本哈根詮釋，這種直接利用糾纏態的量子通信是不存在的。
EPR佯謬
量子通信的最早起源是來自愛因斯坦向波爾反駁量子論不完備的EPR佯謬，愛因斯坦在第六屆索爾維會議上的光箱實驗被波爾擊敗，此後他與波多爾斯基和羅森花了數年時間，整出了一個《量子力學對物理實在的描述可能是完備的嗎？》的論文，發表在《物理評論》上。
這個思想實驗很容易明白：一個不穩定的大粒子衰變為兩個小粒子，假設這兩種粒子有可能的量子自旋，粒子A為左旋，為了保持守恆，那麼另一個小粒子B必定是右旋！然後將兩個粒子分開很遠，比如幾萬光年，但我們在觀察之前，並不知道哪個是左旋，哪個是右旋！
但當我們觀察粒子A時，那麼它的波函數瞬間坍縮，隨機選擇了一種狀態，比如說是右旋，那麼B粒子必定會變成左旋，那麼請問它們是如何保持一致的呢？既然沒有超光速通信，因此認為在分開的一瞬間，粒子A和B的左右旋就被確定了！
阿斯派克特實驗
但量子論並不是這樣解釋，而是認為無論相隔多遠，在觀測之前，它們仍然處在量子疊加態，所以根本不存在什麼超光速通訊，疊加態的觀測時坍縮，一個隨機選擇左旋，一個右旋以保持守恆！
這就是後來用他們名字首字母命名的ERP佯謬！
這個EPR佯謬提出後，由於設備局限，所以愛因斯坦儘管處在下風，但他並不認輸，真正的試驗要到1980年代的法國奧賽理論與應用光學研究所的阿斯派克特試驗才被證明是哥本哈根詮釋是比較正確的！因為此時愛因斯坦只輸了5個標準方差！
後來關於EPR佯謬試驗的設備越來越先進，到1998年奧地利因斯布魯克（Innsbruck）大學的實驗時，愛因斯坦輸得就有點慘了：30個標準方差！
現在的量子通信到底是什麼量子通信？
準確的說，現在的量子通信並不是量子糾纏通信，而是量子加密通信，要了解量子加密通信的話，必須要來了解下BB84協議！
這個協議是查爾斯·貝內特和吉勒·布拉薩在1984年發表的論文中提到的量子密碼分發協議，後來以兩個人的名字第一個字母+年份，作為了這個經典協議的名字，任意兩組共軛狀態都可以用此協議，它利用的是光子的偏振態來傳輸信息，詳細描述有些不容易理解，請看下圖：
BB84協議
在這個過程中，如果有人竊聽，那麼竊聽者為了光子的偏振態，那麼必須做測量，那麼會導致秘鑰的誤碼率增加，雙方可以約定誤碼率超過多少時該組秘鑰就被廢棄！
這種量子通信的方式有一個缺點，必須用一個量子秘鑰發送通道和傳統數據傳輸通道，兩者必須配合才能正常工作，因此當前研究的也是如何更高效以及更遠距離和更少的誤碼率發送與接收秘鑰，但數據仍將通過Internet網來完成！
當然通信除了速率外最終要的指標就是不可破譯，傳統的秘鑰中總是存在各種缺陷，並不能做到100%保密，但量子秘鑰不一樣，可以發現秘鑰被窺視，因此這種秘鑰分發的安全性超出想像！
為什麼有人再三指責量子通信？
除了網上那些有的沒有的指責各種量子通信周邊工程配套詐騙外，其他主要集中在如何製造出取得單光子的光源，2016年1月14日潘建偉、陸朝陽在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上發表了題為《On-Demand Single Photons with High Extraction Efficiency and Near-Unity Indistinguishability from a Resonantly Driven Quantum Dot in a Micropillar》的論文，物理評論快報上的截圖如下：
當然種花家也看不懂這種論文，不過隨後美國物理學會的《物理》(Physics）網站以「全能的單光子源」為題刊發了介紹文章，《自然》（Nature）期刊也以「可實用化的單光子源」在其研究亮點欄目作了深入報導，英國物理學會的《物理世界》（Physics World）和美國光學學會的《光學與光子學新聞》（Optics & Photonics News）也做了長篇報導。
潘建偉（右）、陸朝陽
有一點是我們是可以了解的，到今年為止已經接近5年，這種突破性的進展同行評議時效性很強，很快就會有各大科學團體跟進，當然《物理評論快報》的審核也不是吃素的，這種經過將近5年時間考驗的論文，也不是一個推銷交通方面作品的老兄可以隨便推翻的。
其實還有很多站不住腳的觀點，但人家很有耐心，堆砌各種文字，看上去很有說服力，不過種花家實在不想一一辯駁，最後送句古詩詞給這位老兄「兩岸猿聲啼不住、輕舟已過萬重山」，當大家在這裡呱噪時，人家早已發表多篇SCI論文了，假如真有料，不妨也發表幾篇？
相關焦點
-
量子通信是不是偽科學?潘建偉這樣回應
量子通信和公眾有什麼關聯，到底是不是偽科學？10日，在全國政協十三屆二次會議舉行的記者會上，全國政協委員、中國科學技術大學常務副校長、中科院院士潘建偉有很多話要說。 「墨子號」量子科學實驗衛星發射升空以來，有什麼新的發現？ -
方舟子再發文質疑潘建偉,你認為量子通信是偽科學嗎?
方舟子再發文質疑潘建偉，你認為量子通信是偽科學嗎？近期有自媒體文章宣稱「現有量子加密技術可能隱藏著極為重大的缺陷」，引發輿論熱議。量子通信安全保密的可靠性問題成為話題焦點，有不少自媒體文章質疑量子通信是「偽科學」、是「騙局」。該自媒體文章介紹了一項上海交通大學金賢敏組收錄於預印本網站、尚未正式發表的論文成果。 -
「高大上」的量子通信,被質疑是偽科學,是真的嗎?
但近期有自媒體文章宣稱，「現有量子加密技術可能隱藏著極為重大的缺陷」，該文被迅速傳播，同時引發以量子加密技術為手段的通訊安全性的討論熱度升溫，甚至有聲音質疑量子通信是偽科學？ 這到底是怎麼回事呢？ 什麼是量子通信？ -
潘建偉的量子通信最近悄無聲息了，是失敗了嗎
潘建偉的量子通信最近悄無聲息了，是失敗了嗎？曾幾何時，潘建偉和量子通信這兩個名字，成了中國的一張名片，如今，談潘建偉和量子通信的人越來越少，這是怎麼回事呢？1，科研需要寂寞。其實，所謂的科學研究，絕不可能一直在聚光燈之下。我在高中時曾被一位同學告誡——在穿越時空時，要耐得住寂寞。 -
量子通信歐美不玩?潘建偉:沒那麼回事
從對撞機建否的觀點碰撞,到對量子通信的質疑,科學歡迎爭鳴、卻也分真假。20日,中國科學技術大學常務副校長、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心主任潘建偉院士在上海參加「對話張江」活動時,對量子通信的一些問題作了解讀。 -
潘建偉院士：量子信息技術的未來會越來越好
未來量子信息技術將如何發展？11月13日，中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉做客中國科學院高能物理研究所「高能論壇」，作了題為「從愛因斯坦的好奇心到量子信息科技」的學術報告，對上述問題做出回應。 -
量子通信不可破解?中國量子之父潘建偉:量子通信面臨兩大挑戰
對於物理學家而言，量子領域還存在很多令人困惑的難題沒有解答。最近幾年，量子通信愈發火熱，但隨之而來的還有很多爭議，有人甚至認為量子通信就是偽科學，畢竟現在沒有人能對量子通信進行很好的理解和解讀，所以公眾不免要對其產生懷疑。 -
「量子之父」潘建偉:十年左右量子通信「飛」入千萬家
「還有最後20分鐘，我把話筒交給潘建偉委員，讓他給我們講講量子通信。」30組副組長、中國工程院院士、大型運輸機「運-20」總設計師唐長紅一邊說，一邊把話筒遞給潘建偉。潘建偉，全國政協委員，中科院院士、中國科學技術大學常務副校長。這個「最後20分鐘」，系全國政協十二屆五次會議最後一次分組討論的「最後20分鐘」。量子通信時代來了？潘建偉此間沒有給出明確答覆。 -
中科院院士潘建偉：量子信息技術的未來會越來越好
最初發展時備受質疑，甚至被打上「偽科學」標籤。近年來，隨著其在理論和實驗上取得的突破，質疑的聲音逐漸減少。針對這一現象，中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉日前在中國科學院高能物理研究所「高能論壇」上表示，量子信息技術的未來會越來越好。 -
潘建偉:未來量子通信可以大幅度提升信息安全水平
圖為全國政協委員、九三學社中央副主席、中國科學技術大學常務副校長、中科院院士潘建偉。新華網/中國政府網 陳杰攝 中國國際電視臺CGTN記者：潘建偉委員您好，2016年8月，「墨子號」量子科學實驗衛星發射升空，現在已經將近3年的時間了。請問這段時間我們有哪些新的發現？未來又有哪些新的計劃？ -
潘建偉:推動量子技術在國防政務金融能源等領域率先廣泛應用
來源：中國科學報原標題：潘建偉院士：量子信息技術的未來會越來越好量子信息技術最初發展時備受質疑，甚至被打上「偽科學」標籤。近年來，隨著其在理論和實驗上取得的突破，質疑的聲音逐漸減少。針對這一現象，中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉日前在中國科學院高能物理研究所「高能論壇」上表示，量子信息技術的未來會越來越好。潘建偉認為，早期大家的質疑和攻擊主要來自兩方面。 -
為何有些人會質疑潘建偉院士關於量子通信的技術?
簡單說，之所以爭議如此大，主要原因還是對我國的量子通信技術不了解，或者了解的不夠透徹，只是了解了皮毛，於是被網絡上攻擊量子力學的種種言論「洗腦」然後隨波逐流，本能地質疑量子通信和量子力學！ -
院士說丨潘建偉院士:量子信息技術的未來會越來越好
院士說丨潘建偉院士：量子信息技術的未來會越來越好 2020-11-24 10:43 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務 -
中國「量子之父」入選《自然...
聚光燈下的潘家軍，今年成果豐碩：8月10日，他們宣布「墨子號」提前圓滿完成量子糾纏分發、量子密鑰分發、量子隱形傳態三大科學實驗任務，成果相繼發表於《科學》和《自然》上； 9月29日，十八大之後我國在信息領域部署的首個重大工程，世界首條千公裡級量子保密通信骨幹網「京滬幹線」正式開通；結合「京滬幹線」與「墨子號」量子科學實驗衛星的天地鏈路，中國與奧地利首次成功實現洲際量子保密通信，為未來覆蓋全球的量子保密通信網絡邁出堅實一步 -
「量子通信第一人」潘建偉的富豪之路
潘建偉底氣十足地說：「我們的科研團隊已經是國際牽頭的第一方陣。」有如此背景和工程，自然會吸引更多的資本成立新公司，並把中科大的一幫量子通信科學家吸引過來。這其中最著名的，是浙江九州量子信息技術股份有限公司，以下簡稱九州量子。 -
「量子通信第一人」潘建偉的富豪之路，已成功套現億萬元
潘建偉底氣十足地說：「我們的科研團隊已經是國際牽頭的第一方陣。」有如此背景和工程，自然會吸引更多的資本成立新公司，並把中科大的一幫量子通信科學家吸引過來。這其中最著名的，是浙江九州量子信息技術股份有限公司，以下簡稱九州量子。潘建偉從這家公司套現了好幾億，所以值得一書。 -
提出美國都沒敢想的量子通信的潘建偉,最近怎麼無聲無息了
潘建偉是中科院的院士，是國內通信領域的巨擘人物，本不應該是我們隨意可以用來在網上隨意評論的嚴肅的科學家。他提出的量子通信毫無疑問是一項我們普通人聽不懂的超前科學探索，但是目前沒有足夠的成果去支撐，也就導致我們並沒有過多聽到有關他的報導。 -
【光明日報】潘建偉:量子世界的「中國耕者」
一年後，潘建偉便與同事一起在《自然》上發表了首次實現量子隱形傳態的學術論文，這個成果被公認為量子信息實驗領域的開山之作，被美國物理學會、歐洲物理學會和《科學》雜誌評為年度十大進展，併入選《自然》「百年物理學21篇經典論文」。此後，潘建偉又先後在國際上首次完成了量子糾纏交換，三光子、四光子糾纏及其非定域性檢驗，量子糾纏純化等重要實驗。 -
潘建偉院士等創辦,量子通信第一股來了?
7月9日，由中科院院士潘建偉、中國科學技術大學研究員彭承志等創辦的「科大國盾量子技術股份有限公司」（以下簡稱國盾量子）正式登陸科創板，由此成為國內外首個獨立上市的量子通信科技公司。其中，科大控股為最大股東，持股18%（發行前）；潘建偉為第一大自然人股東，持股11.01%（發行前）。 -
潘建偉的量子糾纏通信為什麼爭議這麼大
各位讀者們老爺們好吖，我是文藝與氣質於一身實力派小編——小宸，這裡可以讓您看到最新最有趣的資訊內容，讓您感到不同凡響的科技資訊內容，會給大家帶來意外驚喜，好了不跟大家逗樂了，給大家呈現今天的精彩內容：也有一些連薛丁格方程都不會寫的人說「量子加密」不是量子通信，潘建偉的是「量子加密通信」，不是量子通信。