通俗解釋量子通訊?

2020-12-04 指尖上的探索

相信你一定聽過這樣的報導,一對雙胞胎分別在兩個不同的國家,其中一個人不小心受傷,另一個人會莫名的傳來疼痛感,有人說這叫做心靈感應。而在量子的世界裡也有這麼一種情況,一對被選中的量子無論它們被分開多遠都能時時刻刻感受到對方的狀態,這種現象叫做量子糾纏。

如果在原子級別甚至比原子還小級別的粒子上「切割」一下,把一個粒子「切割」成兩個或者更多的小粒子,那麼「切割」後的粒子就組成了糾纏粒子系統。那麼這些小粒子就有一個特性——「心靈感應」。

比如把A粒子轟擊成甲乙兩個更小的粒子。那麼甲乙這兩個粒子就開了掛一樣,即便相距多麼遙遠都會感應到彼此,而且還是瞬時完成的。舉個例子,如果甲乙粒子都在旋轉,我們把它們放在不同的盒子裡,如果揭開甲粒子的盒子,發現甲粒子是順時針旋轉,那麼我們就瞬間知道乙粒子是逆時針旋轉。如果我們先揭蓋乙粒子的盒子,發現乙粒子是逆時針旋轉,也就瞬間知道甲粒子是順時針旋轉!

但遺憾的是,量子糾纏理論並不是這麼簡單的就能解釋的,這裡面牽扯到了貝爾不等式。量子力學中的甲乙粒子在未被揭開蓋子之前,甲粒子既在順時針旋轉,也在逆時針旋轉,而乙粒子也是如此!對於量子理論連愛因斯坦都表示無法接受這樣的理論,稱其為「幽靈般的超距作用」,如果有一天你能夠徹底解釋量子糾纏的奧秘,那麼你就是當代最偉大的科學家。

到今天量子技術已經應用在現在的計算機、手機、信息傳輸保密等領域。利用量子糾纏可以讓科學家在異地獲知粒子狀態,所以從理論上來講,如果獲取了你身上每一個粒子的信息後,通過一批糾纏的量子,你就可以被瞬間移動到任何地方了。

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