中科大現在可以把一隻螞蟻量子傳輸到另一個地方嗎?

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雖然我國的量子通信技術位列世界前列,但現在也沒有到了無所不能的地步,目前還只是十分初級的階段,題主的想法太過於樂觀了。就目前來說,量子傳輸一個人不是估計有難度,而是真的有難度,而且是幾乎不可實現。就算比人體小很多的小白鼠或者螞蟻,目前也沒有辦法進行量子傳輸。

題主的這種設想在科幻作品中很常見,通過量子糾纏效應把一個人的量子態在另一個地方完整地複製出來,從而把一個人從一個地方量子傳輸到另一個地方,即所謂的量子隱形傳態,或者俗稱隔空傳送。然而,想要實現這種傳送技術極其困難。

目前,我國科學家只能利用量子糾纏效應傳送一個量子態,這是最基礎的操作。而諸如螞蟻、人這樣的宏觀物體都由數量極多的原子組成,例如,一個成年人包含了7000億億億(7×10^27)個原子,目前是沒有能力把這種數量級別的原子的量子態傳送到其他地方。現階段,只是利用量子糾纏效應來實現量子加密通信,距離實現傳送宏觀物體還早得很。


火星一號


量子技術對應的是微觀的粒子,典型的就是光子,對於原子以上的物體來講很難顯示出所謂的量子效應。量子傳送螞蟻,這屬於科幻級別的想法。

目前可以實現的對微觀粒子如光子的量子隱形傳送,把粒子A具有的信息,例如自旋等傳遞給其他粒子C。但是需要通過一箇中間粒子B來實現傳遞,最終達到C粒子具有與A粒子相同的量子態。重點在於,A粒子並沒有任何移動,只是它的量子狀態已經傳遞給C。

對於原子以上尺度的物體傳送,我們只能說未來有可能,但沒人知道什麼時候能夠實現。即使是構成生命的DNA,蛋白質這樣的大分子傳送,也沒有時間表。

你也可以想象這些蛋白質等分子也是由大量原子組成,有數以萬億計的信息進行傳遞,這需要的處理時間是海量的。更不要說一隻完整的螞蟻,或者一個大活人了,這還只能存在科幻作品中。


量子實驗室


題目這種“厲害了我的國”完全是一種阿Q精神作怪,既不懂量子力學,又喜歡大言不慚。

所謂量子糾纏現象是指一對有糾纏態的量子,把它們分開,分到很遠的距離,甚至無限遠,它們的這種性質也還保留著,它們還是糾纏著,這邊發生了什麼變化,那邊就會同時發生變化。

量子糾纏著的量子只是有一種目前不為人知的傳遞方式,以無比迅捷的速度影響著自己的另一半,人們無法知道這是一種什麼樣的方式,它也不會夾帶人類的私貨,因此被視為這種糾纏並不能攜帶任何信息。

所以所謂的量子通訊並不是用量子來實現量子速度的通訊,而是採用量子的不確定性原理,採用量子分發方式的隱形傳輸,以提高通訊的保密程度,而不是把物體傳送到很遠的地方。

量子糾纏是一種純粹發生於量子系統的現象,在經典力學裡,找不到類似的現象。經典力學是描述宏觀低速狀態下事物的,螞蟻就是一種宏觀事物,怎麼能夠採用量子態來類比呢?

那麼宏觀的物質在未來可以隔空傳送嗎?目前的科幻作品就有很多這方面的描述。

時空通訊認為,當人類文明發展道較高階段時,這種夢想是有可能實現的。

這個設想是基於物質可以分解和重組的理論。

我們知道,世界上所有物質都是由原子和分子組成的,當科學水平非常牛的時候,我們有理由相信可以任意的把物質分解為分子或者原子,甚至基本粒子,通過能量的傳輸,把它們隔空送到很遠的地方,重新組裝,就能復原各種物質,甚至包括生命。

在科幻影視《星際迷航》裡,人的傳輸大概就是採用這種理論。

但這是一個神級技術,只有人類文明發展到二型恆星級文明以上時,才有可能觸及。但願人類不要在發展進程中被天災人禍所中斷。千萬年後,這種夢想或許能夠實現。

但現在就認為這個技術已經可以實現了,真是不知天高地厚。

時空通訊觀點,歡迎討論點評。


時空通訊


施鬱

(復旦大學物理學系)

不能,而且在可見的將來都不能。


量子隱形傳態是將某個量子態(目前是極少量的量子比特的量子態)從一個載體粒子C傳到遠方的另一個粒子B,這需要藉助於另外一個與粒子B量子糾纏的粒子A,而A和C在一起。 過程是通過對A和C的局域測量,然後將測量結果通知控制B粒子的人,B粒子被作相應的操作,結果導致B粒子處於原來A粒子所處的量子態。

這是量子隱形傳統,是對於量子粒子的操作。

螞蟻是宏觀世界中的物體,而且作為生物,是很複雜的物體。它是不是可以用量子態刻畫?這個問題還沒有很好地解決。

就算可以用量子態描述,那也是很多很多量子粒子的狀態,而且是束縛在一起的非常複雜的量子態,即使每個粒子是一個量子比特,那也需要2^N-1個複數來描寫,N至少是10^24。如果要用隱形傳態傳這個狀態,首先需要在遠方有同樣多的相同的粒子,我們稱之為B組,而且在螞蟻旁邊也要有另一組同樣多的相同的粒子,我們稱之為C組,C組和B組粒子需要恰當地糾纏。這種程度的量子操控在可見的將來是不能實現的。


物理文化與施鬱世界線


不可以。

目前中科大的實驗可以把一個量子態遠程傳輸到另外一個地方,這個在墨子號量子實驗衛星的量子隱形傳態實驗中已經得到了驗證。但現在肯定不能把一直螞蟻遠程傳輸到另外一個地方。

現在能傳輸的是簡單的量子態,這裡所謂的量子態一般來說是光子的偏振狀態——所謂偏振簡單的說就是振動方向,因為光子是電磁波,所以這個振動方向其實就是電磁波的電場的振動方向——我們都知道,電場是一個矢量場,它是有方向的。

而一個光子的偏振狀態,只帶有1個比特的量子信息,這是最簡單的信息。

現在來說一隻螞蟻,從量子信息的角度來說,一隻螞蟻有幾億億萬個以上的原子構成,這些原子的每一個都帶有至少個比特的量子信息,而且這些原子之間相互存在量子糾纏——這些量子糾纏給出了螞蟻的生命形式,所以,這裡面是海量的信息,肯定遠遠超過了10個量子比特的信息。

目前中國科技大學大致能實現10個量子比特之下的量子糾纏,比10個量子比特大的糾纏還實現不了,更傳輸不了。因此你說的傳輸螞蟻這件事情,我估計30年內是做不到的。

生命體的複雜性來自巨量的量子比特的量子糾纏,這個也僅僅是猜想,從理論上來說,這裡面還有其他的結構,因為生命體其實不是原子直接構成的,而是細胞構成,而細胞本身就已經很複雜了,一個細胞裡到底有多少個量子比特?我們現在連這個問題都回答不了,因此現在傳輸細胞是不可能的,更何況是一隻會運動的不可控的螞蟻。對這個問題,我們人類還有很長遠的路程要探索。


瀟軒


科幻電影中經常出現的橋段就是人體的遠距離傳輸呢。你在一個星球上面,只要信號對接上,就可以從星球直接傳輸到飛船上。這裡應用到的技術,就是量子隱形態傳輸技術。



中科大的潘建偉院士,在量子傳輸領域的研究,可以說是走在了世界前列。創造了最遠的量子自由傳輸距離和最大比特的量子糾纏態製備。那麼,基於這些研究結果,目前可以實現小物體的遠距離傳輸嗎?

我想,這個答案可能會令很多人失望。答案是不能,而且絕對不能。



我們都知道,利用量子隱形態想要把一個物體A傳輸到另外一個地方,不是傳輸的物體A本身,而是傳輸物體A的信息,把組成物體A的所有粒子的量子態一個一個進行測量,然後再把這些信息通過和糾纏態的量子相互作用,瞬時把這些信息傳輸到目的地的糾纏態量子上面,這樣,目的地的糾纏態量子就相當於重新組成了一個物體A,也這就相當於在目的地利用糾纏的量子完美地複製了一個和物體A一模一樣的物體B。雖然組成物體B的所有粒子的量子態和物質A一模一樣,但是組成物體B的這些粒子卻並不是以前組成物質A的粒子了。所以,物質B只是A的完美複製品,理論上和物質A並不是一個物體。同時,為了避免出現兩個一模一樣的物體,量子傳輸物體的時候認為,在測量物體A的所有量子信息時,必須把物質A完全分解。試想一下,如果在測量和傳輸過程中突然停止,那將是災難性的後果。



知道這些傳輸的基本知識,我們就可以看看傳輸螞蟻為何目前不能做到:

目前為止,最大的量子糾纏態也就是18量子比特,你要想將螞蟻身上的所有量子信息一股腦的全傳過去,那至少得萬億億億億的比特信息,這就需要你製備萬億億億億個糾纏態的量子對。同時,這些糾纏態的量子對還不能只是光子,因為螞蟻不是光子組成啊,是由很多個原子組成的。你得製備糾纏的質子對、中子對、電子對等等。這在現代,距離實現還差十萬八千里。並且,一個粒子的量子態具有多個狀態,如何實現個個態的相互糾纏,也是一個難題。潘建偉院士實現的只是單個光子三個量子態的糾纏,單個光子更多自由態的糾纏技術,還有待突破。



當然,這些技術,對於簡單的量子通信來說,或許已經初步夠用。但是,對於傳輸具有無數量子態動物來說,卻顯得完全不夠用。

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PhD肖


只能是回答現在不可以,將來說不定會實現。現在科學發展、裂變的速度已經大大超過有些人有限的接受能力。我這想說,2000年之前的人類是不是也沒想到現在的科學成果,那時他們也會說不可能的。


浪漫夏日197617228


我在2002年上本科的時候學的是生物學,當時,我就問老師,能不能用設備把一個人根據其基因解碼,然後形成個人的生命基因數據,再通過網絡傳輸到另外一個地方,然後通過打印機一樣的設備,對各種蛋白質,氨基酸,等等構成生命體的基礎物質進行編碼打印出來。

現在20年快過去了,3D打印技術日趨成熟,肯定會朝著生命打印的方向去發展,生命體基因解碼日趨成熟,肯定也會朝著生命編碼的方向前進,我估計再過20年可以實現生命體的異地傳輸,只是用的是3D打印的方式。

而在未來的10年內,肯定會出現各種各樣的有機體遠程編解碼傳輸打印,比如各種人造肉類等。

所以未來的100年肯定是一個真正複製,改造,升級生命,最後演變到靈魂研究的層次!!


北京景尚眾合


現在不行。將來應該可以通過某個方式實現。當然也許只是在另外一個地方出現一個一樣的複製品而不是本體。比如100年前也沒人相信我手上的一張有字畫的紙可以在千里之外瞬間出現一份一模一樣的。


5514249


不可以。肯定的說,量子是多個的組合。拆分推送,分割,卻丟掉了介和鏈。傳送的而是頻感,而非實體,至少說近千年做不到。。同場量技術。雙生場技術就可以傳送能量,發電。戰士體力倍增場,就可以實現在控制中心,指揮中心讓戰士在戰時,力量倍增。


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