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V2EX 提问指南
V2EX  ›  问与答

史上首次,中国科学家成功实现反事实量子通信

  •  1
     
  •   baozijun · 2017-05-17 12:40:18 +08:00 · 8392 次点击
    这是一个创建于 933 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    ,中国科学技术大学研究人员成功实现直接反事实量子通信,在不发送任何物理粒子的情况下将一幅黑白位图从一个地点传送到另一个地点,这在通信史上尚属首次。

    有点标题党了,有人科普下这是什么意思吗?

    83 回复  |  直到 2017-05-18 22:26:14 +08:00
        1
    mengyaoss77   2017-05-17 12:50:39 +08:00 via Android
    交换精灵球?
        2
    Troevil   2017-05-17 12:53:49 +08:00
    很久前看过一个的新闻,好像是什么量子纠缠, 一个物体可以在很远的地方影响另一个物体
        3
    Kilerd   2017-05-17 13:05:16 +08:00 via iPhone
    @Troevil 纠缠态量子对确实是目前研究的一个重要方位
        4
    acros   2017-05-17 13:08:53 +08:00
    工程技术已经到了直觉理解不了的地步了吗...
    这是传送门吧...
        5
    webcjz   2017-05-17 13:11:18 +08:00
    诺贝尔奖的节奏?
        6
    finab   2017-05-17 13:11:45 +08:00
    科学越来越不"科学"了~
        7
    rivt   2017-05-17 13:12:17 +08:00
    听起来像 Portal
        8
    Akkuman   2017-05-17 13:15:30 +08:00 via Android
    看我的~任意门
        9
    sundev   2017-05-17 13:48:06 +08:00   ♥ 1
    量子力学 基本都是反直觉的,所以量子力学一直都是 埋头去算,不要想
        10
    jeffw   2017-05-17 13:48:20 +08:00 via iPhone
    这不科学😧
        11
    jamesxu   2017-05-17 13:52:41 +08:00 via iPhone
    其实是空间传送阵的雏型😄
        12
    jiangzhuo   2017-05-17 13:55:39 +08:00   ♥ 3
    墙要倒?
        13
    xyjtou   2017-05-17 13:58:49 +08:00 via Android
    量子纠缠都还没搞明白,这个芝诺效应是个什么情况?快要搞不清楚,他们到底是在搞神学,还是在研究科学。

    现在超宏观和超微观的前沿理论,都快成黑箱了,民科跟不上啦。。。
        14
    AngelCriss   2017-05-17 13:58:51 +08:00 via Android
    spooky action at a distance ??
        15
    jingniao   2017-05-17 14:10:16 +08:00
    如果有一天科技爆炸,对于普通人来说,也是很恐怖的事情
        16
    HerrDu   2017-05-17 14:12:09 +08:00   ♥ 7
    量子被观测就会减缓衰减,人被观测是不是可以减缓衰老?
    老的慢的人是不是一直被人观测着?
        17
    wly19960911   2017-05-17 14:14:31 +08:00 via Android
    @HerrDu 人属于宏观不是微观,量子是微观才会显示出来的特性
        18
    HerrDu   2017-05-17 14:17:22 +08:00
    @wly19960911 宏观与微观是相对的嘛
        19
    ys0290   2017-05-17 14:18:17 +08:00 via iPhone
    量子力学不是量力而学么,这帮人太嗨了
        20
    kolor   2017-05-17 14:26:09 +08:00
    话说从二战结束后到现在这么久了,也是要到科技爆炸的时候了。
        21
    blankme   2017-05-17 14:31:07 +08:00
    @HerrDu
    More is different.
    强行套用是不合适的...
        22
    odirus   2017-05-17 14:35:12 +08:00
    以前在一本书看过,可能存在一种粒子 A,对于宇宙深处的一种粒子 B,当粒子 A 运动的时候,同一时刻也会带动粒子 B 进行相同的运动。。。。当时感觉很神奇,这不就可以和外星人摆龙门阵了嘛。
        23
    NSAtools   2017-05-17 14:42:57 +08:00
    这是玄学还是科学
        24
    boter   2017-05-17 14:50:26 +08:00 via iPhone
    心灵感应
        25
    doublleft   2017-05-17 14:55:12 +08:00   ♥ 1
    @HerrDu 每次观测会延缓一秒
        26
    doublleft   2017-05-17 14:59:19 +08:00   ♥ 1
    @odirus 以前看过这样一种解释:你老婆在国内生下一个女儿,那么你老婆远在美国的哥哥瞬间就当了舅舅,这个信息就是超光速传递。。

    还有一个解释,你老婆在触发前给了你一个盒子,盒子里面有一颗白球和一颗黑球,你从中盲拿走了一颗,剩下一颗她带走。等她走了一光年后,你再看一眼自己的是黑球,那么你瞬间就知道老婆是白球……
        27
    ryd994   2017-05-17 15:03:13 +08:00   ♥ 2
    @doublleft 这些比喻并不合适
    白球黑球是预先决定的,这个过程没有传递任何信息,无论有没有观测,白球就是白球
    而量子通讯是真随机,你观测到的可能是白,也可能是黑,对方在没有退相干的情况下,就是反的。不过这里并不能用于通讯,因为你不能控制自己开出来的是什么
        28
    HerrDu   2017-05-17 15:15:42 +08:00
    @doublleft 问题就来了,这个观测应该是什么样的观测呢?
        29
    raiz   2017-05-17 15:28:32 +08:00
    一个镜子吗?
        30
    IJustmaogepao   2017-05-17 15:35:30 +08:00
    @Troevil 量子纠缠瞬时影响,我感觉涉及到了四位空间甚至更高。。
        31
    lihua   2017-05-17 15:37:03 +08:00
    @HerrDu 23333
        32
    blankme   2017-05-17 15:46:15 +08:00 via Android
    @ryd994 在不打开盒子的情况下,盒子里那颗球的状态是 1 / √2 (|黑> + |白>)
        33
    pljhonglu   2017-05-17 15:59:11 +08:00
    看《宇宙的琴弦》里面有讲到,但是太高深,我等民科参悟不了~
        34
    misaka20038numbe   2017-05-17 16:03:40 +08:00
    说明了什么,说明了光速并不是速度的极限。
        35
    IgniteWhite   2017-05-17 16:19:08 +08:00   ♥ 6
    作为一个搞石墨烯的研究人员,我表示量子,石墨烯这两个概念(注意,不是产品)在中国都“很值钱”。

    就拿中科大前段时间搞的光量子计算机来说,拿激光+真空做一个势阱是中国很多高校实验室的多年研究传统。激光+真空这样的真空电子学是做不了芯片的。加拿大 DWave 公司的量子计算机是超导量子计算机,利用的是第二类超导体不完全抗磁,能在外加磁场之后留下量子化磁通量的现象,用多个 Josephson 结做成电路,靠谱一些(尽管 Google 买了测试了表示目前性能并无优势)。

    但是官方报道没有强调自己的光量子和 DWave 的超导量子在应用实现上的区别;这个新闻也是一样,只是提理论——把薛定谔方程(属于偏微分方程)用狄拉克符号的左矢和右矢表示,在数学上它可以线性叠加,进而解释成各种“相关”和超距通信。但是用什么材料做呢?

    我查了一下这个反事实量子通信的论文: http://www.pnas.org/content/114/19/4920.abstract,果不其然,还是潘建伟他们组发的,而且一看实验方法,果然又是用光路(借助液晶)做的。通信收发者之间由一束激光相连:



    所以如果要做成卫星的话,这束光要对的很准。。。难度比 SpaceX 回收火箭高吧?
        36
    IgniteWhite   2017-05-17 16:21:57 +08:00   ♥ 4
    在发楼上回复的时候,我看了一刻钟论文,后面细看发现更多东西或者发现自己理解错误我会再来评论的
        37
    killadm   2017-05-17 16:31:45 +08:00 via Android
    @IgniteWhite 吃瓜群众等更新
        38
    vipwpcom   2017-05-17 16:34:25 +08:00
    看过一个新闻说的某某某,做了一个什么什么芯,骗了国家好多好多经费,然后国家发现,只追讨。
        39
    ryd994   2017-05-17 17:14:11 +08:00
    @blankme 那只是你不知道球的颜色,不代表别人不知道,颜色从放进盒子里的一刻就确定了
    而量子不一样,没有人知道球的颜色,球的颜色是在第一个观测的瞬间确定的
    证据之一是双缝量子擦除实验
        40
    ryd994   2017-05-17 17:17:37 +08:00
    @misaka20038numbe 光速不是所有现象的“速度”的极限,但光速是信息传递速度的极限
    https://www.zhihu.com/question/34773362
        41
    moonkiller   2017-05-17 17:20:13 +08:00
    蝉在叫 人坏掉
    命运石之门已经开启
        42
    blankme   2017-05-17 17:23:22 +08:00
    @ryd994
    黑白在那个例子里只是代表两种状态,具体是什么颜色并不重要。
    就比如自旋 1/2 的粒子,自旋本征态就是±1/2。
    在观测前,你不能确定的是它的自旋态是+1/2 还是-1/2 ;
    但你可以确定的是,它就是一个自旋 1/2 的粒子,而不是什么 0, 1, 3/2 之类的。
        43
    ryd994   2017-05-17 17:28:12 +08:00
    @blankme 我也只是用颜色举例子而已
    我想说的是,量子纠缠不能实现超光速通讯,以及不能用宏观的,经典物理的球,来比喻量子
        44
    maelon   2017-05-17 17:46:14 +08:00
    量子纠缠不能实现超光速通讯,这个问题以前两个派系争论过,爱因斯坦理论中是没有超光速存在的,只能无限接近光速。量子纠缠的通讯确实有违爱因斯坦的这种假设。但我想很有可能量子纠缠在时空中有点类似于镜面反射的那种效应,当实现纠缠态的同时,也就打通了时空中的对称态或者反对称态,像镜面一样的效应就表现出来了,只要信息传递了,就可以在不同的位置进行粒子的重组,形成传送机制。
        45
    IgniteWhite   2017-05-17 18:14:17 +08:00
    接 35 楼。

    理论如下:鉴于芝诺效应等等,如果有无限个光干涉仪,每个干涉仪串接无限个干涉仪,可以实现反事实量子通信。这里的光干涉仪使用的是高中讲相对论入门时,大家听过的迈克耳孙干涉仪。

    因为无限个干涉仪是做不到的,论文使用了 4x2 个干涉仪(如 35 楼的图),虽然不能实现反事实量子通信,但是能说明这个趋势(就像我们达不到光速,但是越快的速度相对论效果越明显一样)。

    对于该成果的意义,文章这么说的:The results of our work can help deepen the understanding of quantum mechanics. Furthermore, our experimental scheme is applicable to other quantum technologies, such as imaging and state preparation.

    所以说,这是一个学术进步,对科学家来说值得激动。但是讲“成功实现反事实通信”就是搞大新闻了。(其实,这也是国内科研环境最令人羡慕的地方)
        46
    IgniteWhite   2017-05-17 18:18:44 +08:00
    接 45 楼补一句:反事实量子通信的意思是,在通信过程中没有实际的粒子得到传输。( 45 楼已经提到,这是一个理论上的极限值)
        47
    swulling   2017-05-17 18:31:49 +08:00
    量子通信能不能不要再吹水标题党了,你信息传递速度怎么也不可能超过光速的,除了加密有什么用?
        48
    kingcos   2017-05-17 18:48:12 +08:00 via iPhone
    …超过智商所及了…
        49
    d7101120120   2017-05-17 19:00:08 +08:00   ♥ 1
    中科大真是一个低调而又很牛的学校啊
        50
    artandlol   2017-05-17 19:17:50 +08:00
    远方的那个 ta
    已经被我用影子束缚术给束缚了
        51
    bukip   2017-05-17 19:35:59 +08:00
    事实是量子纠缠态并不能用来传输信息。
        52
    Revenant   2017-05-17 19:38:43 +08:00
    在知乎看过科普,量子的不确定性原理决定了超距通信不可能实现
    感觉大概是,发送密文是超距的,但必须发送密钥过去才能解开密文,而发送密钥这个过程只能用传统的通讯方式进行
    这个反事实又是什么 - -
        53
    northisland   2017-05-17 19:46:53 +08:00 via Android
    学大学物理第二册,总结出来,正确答案是离你的推算结论马氏距离最远的那个。结果得了 90 分,全系最高。。。还是搬砖适合老子。
        54
    northisland   2017-05-17 19:48:00 +08:00 via Android
    @odirus 佛教逻辑,舍尔巴茨基著
        55
    aaronzjw   2017-05-17 20:05:03 +08:00
    第一个想法居然是 dota 的回城卷轴, 我书读的少, 游戏玩的多,不要介意啊
        56
    JohnSmith   2017-05-17 20:17:00 +08:00
    这就是“智子”
        57
    yuyaocj   2017-05-17 21:55:45 +08:00
    无产阶级的学术,好比国家纪委的统计数据,嘿嘿嘿。
        58
    IgniteWhite   2017-05-17 23:39:31 +08:00
    @Revenant 见 46 楼
        59
    skyun   2017-05-17 23:44:48 +08:00
    @ryd994 不对,相对论中只是认为带质量的物质不能超过光速,而对于非物质的东西应该是能超过光速的。量子通讯的有趣地方在于利用量子纠缠特性,这种超越空间距离束缚的通讯特性很有意思
        60
    lightening   2017-05-18 00:16:14 +08:00 via iPhone
    不用数学讨论物理的话,最终会陷入文字游戏。
        61
    CYKun   2017-05-18 01:30:25 +08:00 via Android
    @yuyaocj 神经病?
        62
    CYKun   2017-05-18 01:58:10 +08:00 via Android   ♥ 9
    接 61#
    为了避免不友善,解释一下为什么说你是神经病:因为你既不明白什么是无产阶级,也不懂什么是学术,只能用嘿嘿嘿三个字来表达你的浅薄并污染他人的时间线。

    关于无产阶级,只要你认真的接受过中等教育你就应该明白,无产阶级是指不掌握生产资料,依靠出卖劳动力为生的被雇佣者。从生产关系上看,v 站 99%的用户,以及这世界上绝大多数的科研人员都属于无产阶级。

    不要以为你用来码代码的电脑是你自己的,下午茶时间能小资的喝一杯咖啡就真是资产阶级了!你顶多就是一自耕农!

    至于学术,任何科研成果要得到科学共同体的认可,都必须满足其范式并经过严格的同行评审,这一点只要你认真的完成了你的毕业论文就应该能够明白。

    写到这里我似乎有点理解你智障一样的“嘿嘿嘿”是怎么来的了:大概是你是属于那种毕业论文内容东拼西凑,实验结果造假,靠满嘴跑火车混过毕业答辩的人,并且以己度人的以为全世界的科研人员都是跟你一样的弱智。

    对吗?
        63
    BXIA   2017-05-18 02:00:26 +08:00 via iPhone
    @HerrDu 所以那个人永远不死?
        64
    ryd994   2017-05-18 02:17:43 +08:00
    @skyun 我说的是信息传递的速度不超过光速,和物质速度不超过光速有什么关系?
    你可以看看光锥的概念
        65
    Yvette   2017-05-18 07:07:16 +08:00   ♥ 1
    楼上的这些回帖我每个字都认识
        66
    Shura   2017-05-18 07:37:50 +08:00 via Android
    @CYKun 怒赞,还有种可能他连毕业论文都没写过。
        67
    gimp   2017-05-18 08:41:03 +08:00
    之前阅读《上帝掷骰子吗:量子物理史话》感觉量子还是挺有意思的,可能是开启新世界的钥匙
        68
    ETO   2017-05-18 09:21:07 +08:00
    @xyjtou 你是听的那个胡先笙的电台吧?嘿嘿。
        69
    ETO   2017-05-18 09:24:42 +08:00
    @IgniteWhite 持续关注。
        70
    harker   2017-05-18 09:35:02 +08:00
    不明觉厉,光看回复就看晕了,你们继续讨论,我就静静的看不说话
        71
    Reign   2017-05-18 10:25:23 +08:00
    @doublleft “你老婆在国内生下一个女儿,那么你老婆远在美国的哥哥瞬间就当了舅舅,这个信息就是超光速传递”,那隔壁王叔叔那一瞬间同时也当上了爸爸,根据距离远近,是不是超光速后都还有速度快慢之分?
        72
    laoyuan   2017-05-18 10:52:40 +08:00   ♥ 1
    成绩垫底的物理科班生来给大家解释下,量子纠缠不能传递有效信息,因为结果是随机的不可控,好比 10 对纠缠态一半在北京开一半在上海,然后你在北京观察,连开了 10 个大,上海那边除了瞬间知道你开了 10 个大,什么有意义的信息都获取不到
        73
    mozutaba   2017-05-18 10:57:40 +08:00
    关键是看不懂。
    看过一个节目解释这个,我只能类比为双胞胎的互相感应。。。
        74
    yylzcom   2017-05-18 11:02:38 +08:00
    @laoyuan #72 也就是说无法控制纠缠态,也就无法传递信息,只是知道了特定纠缠态在远距离的结果。

    那标题里的“成功实现反事实量子通信”事实上是“成功验证反事实量子通信”这一事实,而并不是“借助量子来进行通信”,我这样的理解对吗
        75
    killerv   2017-05-18 11:30:32 +08:00
    你们在说什么???
        76
    laoyuan   2017-05-18 11:40:24 +08:00   ♥ 2
    @yylzcom 传递有意义信息肯定是不可能的,只要有观测量子态就坍塌了,所以监测顺序之类什么的都是扯淡。
    唯一的应用就是加密,传递数据之前,我在北京观察纠缠态,开了 10 个大,就用这 10 个大作为密钥加密数据,然后用传统方法发给你,你在上海也观察到我开了 10 个大,用这 10 个大来解密密文,这个过程中,10 个大是无法通过信道截获的,安全!
        77
    laoyuan   2017-05-18 11:43:43 +08:00
    至于开大开小那是完全随机不可控的,否则量子力学就不存在了
        78
    alex321   2017-05-18 11:52:08 +08:00
    完全看不懂了呃。。。我智商堪忧。。

    遥记得,有年看过一个东西,上面说利用圆周率的小数点后的无限可能传递信息的。。
        79
    laoyuan   2017-05-18 12:02:10 +08:00
    严谨一点的说,量子“通信”不能传递已知信息
        80
    killerv   2017-05-18 12:37:34 +08:00   ♥ 1
    奉劝各位努力学习,不然看到这种文章就会像我一样只会喊 666
        81
    stormpeach   2017-05-18 12:43:44 +08:00
    你好,我是你的破壁人
        82
    realpg   2017-05-18 22:06:15 +08:00
    这种每个字我都认得,放在一起我就懵逼的新闻应该开个专门节点讨论……
        83
    realpg   2017-05-18 22:26:14 +08:00
    @acros #4
    量子力学的核心就是算算算 算算算
    大部分东西是反直觉的
    玩这个就要放弃你的直觉……
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