如果你能擁有一項超能力，你會選擇什么？相信“瞬間移動”會是不少人兒時的夢想。這種超能力在物理學(xué)上并非不可能。如果我們能夠?qū)?gòu)成物體的每一個粒子進行測量，然后在目的地用同樣的粒子完全復(fù)制其狀態(tài)，就可以得到一模一樣的物體。如今，中國科學(xué)家在這項技術(shù)上取得了重大突破。

美國《自然》雜志發(fā)表封面文章，介紹了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉項目組的“多自由度量子體系的隱形傳態(tài)”研究。通俗地說，這一技術(shù)可以讓科學(xué)家在異地瞬間獲知粒子狀態(tài)，從而開啟了瞬間傳輸技術(shù)的大門。

神奇的量子糾纏

在奇特的量子世界里，量子存在一種奇妙的“糾纏”運動狀態(tài)。

量子糾纏，是指成對出現(xiàn)的量子之間的“心靈感應(yīng)”。如果強行將兩者拆散，兩者狀態(tài)依然是不確定的，但通過外界觀測其中一個，將其參數(shù)固定，另一個會“感應(yīng)”到這一變化，也固定下來。就像裝在黑袋子里的兩個小球，每時每刻都在紅綠兩種顏色中變化，當(dāng)你從黑袋子里掏出一個小球，發(fā)現(xiàn)它是紅色的，那么另一個小球就會自動變成綠色。這種特性就是量子通信的基礎(chǔ)。

信息的“超時空傳輸”

根據(jù)科學(xué)家們的定義，量子通信傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息，而是量子態(tài)攜帶的量子信息。在量子糾纏的幫助下，待傳輸?shù)牧孔討B(tài)如同經(jīng)歷了科幻小說中描寫的“超時空傳輸”，在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，就又會在另一個地方神秘地出現(xiàn)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副校長潘建偉用一個比喻解釋了這項研究：“一個保險箱從合肥帶到北京，鑰匙忘帶了。于是請合肥的同事測量一下鑰匙后告訴我，接著我在北京復(fù)制它?！?/p>

雖然這樣的場景還只是人類的幻想，但是量子傳輸?shù)拇_在一步步成為現(xiàn)實。1997年，科學(xué)家首次用一對糾纏光子實現(xiàn)了量子信息傳輸。2007年，美國的小組和中國的小組都利用光線達到100公里、200公里的傳輸距離。2008年，中國在合肥開始構(gòu)建全量子通信的網(wǎng)絡(luò)。2010年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)-清華大學(xué)聯(lián)合小組成功實現(xiàn)了當(dāng)時世界上最遠距離的量子態(tài)隱形傳輸。

通信絕對安全

此外，量子通信的另一優(yōu)點就是安全。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子信息實驗室教授彭承志表示其密鑰具有不可復(fù)制性和絕對安全性，一旦有人竊取密鑰，整個通信信息會“自毀”并告知使用者。

尤為神奇的是，量子態(tài)一旦出現(xiàn)了觀測者，狀態(tài)便會發(fā)生改變。因此，對量子通信的竊聽行為會改變光子的狀態(tài)，進而通信雙方就會意識到被“偷窺”。而且量子通信沒有電磁輻射，任何無線電探測系統(tǒng)都對量子通信無能為力。這項技術(shù)采用后意味著信息變得不可竊聽、復(fù)制和破譯，不再有可以被破譯的密碼，人們也不必擔(dān)心銀行信息等一些個人私密信息被人竊取。（據(jù)科技生活、光明日報）