用戶53096030608
中科大現在可以把一隻螞蟻量子傳輸到另一個地方嗎?
首先應該瞭解下咱祖國領先的量子通訊科技到底是個什麼東西....潘院士在研究的量子通訊是建立在傳統通信線路上的量子密鑰加密傳輸!簡單的說真正的通訊根本就沒有量子糾纏什麼事情,即使是加密,也不是量子糾纏的方式,而是利用了量子效應中的疊加和測量效應!!
當然您不要認為無法傳輸實質性的物體就嗤之以鼻,這在於現階段來說簡直就如科幻故事,這樣的吹捧無疑於捧殺!對於現實世界來說,一個無法破解的通訊是所有行業所期待的,即使是民用領域,你可以試想下再也不可能有人竊聽你的通訊,而且只要支付一點點費用,你會選擇訂購嗎?相信很多朋友可能會趨之若鶩......更不要說視加密方式為絕密的軍事領域了!
儘管量子糾纏無法直接通訊,但可以使用如下圖方式中的特性加密,而且這種有一個非常奇特的副產品,假如有人竊聽密鑰的話,波函數就會坍縮,加密方式就會崩潰,導致雙方都無法通訊!
早在1984年就已經有了量子密鑰協議!而實際測試與應用卻是在2010年之後,當然這和技術的提升有關係,但技術能提升,但卻不是靠想象的....
因此我們從這個量子通訊的角度來說,即使是未來實現真正的量子糾纏通訊(而這個可能性有嗎?難道能實現測量波函數不坍縮?海森堡不確定性理論變成了確定理論?),也仍然無法傳輸整個人體,即使是一隻螞蟻....不如用蟲洞來描述更合適一些,蟲洞也許在理論上更適合穿越物體!但依據個人來看,僅憑現在的理論,還是就傳輸數據吧....畢竟實體太過離奇了!
星辰大海路上的種花家
根本就不可以,甚至100年內都做不到這樣的事情。
如果可以把螞蟻傳到另一個地方,這個消息早就在全世界沸騰了,這是人類從來未有過的壯舉,這意味著人類掌握了孫悟空的瞬間移動技術,也意味著人類掌握了物質從原子級別重構技術,那麼人類還需要工作嗎?早就共產主義了,要什麼東西就可以在原子級別合成了。那麼人類就達到神級文明瞭,我個人認為這樣的技術甚至在一千年內都很難達到。
中科大的量子通信的確很厲害,但是你知道量子通信是什麼嗎?量子通信不是用量子糾纏進行信息傳遞,量子糾纏也傳遞不了信息。量子通信的全稱是量子加密通信,主要是利用量子不可克隆和測量坍縮的特點對傳統電磁信息進行絕對加密。量子通信的名稱的確有很大的誘導性。
可能題主感覺螞蟻那麼小,傳遞個小螞蟻有什麼困難的。目前量子隱形傳送的水平還僅僅停留在單個粒子上,連一個原子都傳送不了。
你知道一個微觀粒子和螞蟻的物質量差別有多大嗎?
我形象地計算一下,方便題主直觀理解。我們按照電子1×10∧-15m的半徑為例,螞蟻的直徑大概在數量級上是毫米級別,大概是1×10∧-3m,微觀粒子的大小和螞蟻差了12個數量級,是百億倍的差距。
螞蟻的質量按照50mg計算,也就是5×10∧-5kg,而電子的質量約為9.1×10∧-31kg。螞蟻的質量比電子質量高出了26個數量級。
如果轉移一個電子用1秒,那麼轉移一個螞蟻大概需要 10∧26次方秒,也就是需要3億億年。宇宙才138.2億年。
特別注意,量子糾纏並不可以傳遞信息,我們只是測量糾纏態粒子的信息,再通過電磁波發射出這些信息到另一個地方,我們解讀出來再重新組建這個物體。
而且傳送物質,要把組成這個物質的內所有原子,自由電子,其他基本粒子的所有信息記錄下來,除非是量子計算機,現在的電子計算機根本就無法勝任這麼巨大的工作量。
通過掃描物體內部的原子組成信息再重新組建的方式在目前看來根本沒有任何希望,除非人類研究出超級量子計算機,才有可能在數據運算上不拉後腿。
中科大目前做好量子加密通信和單粒子隱態傳送就行了,分子級別以上的物質傳送很難在本世紀完成,更何談螞蟻。
科學認識論
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
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
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粒子,典型的粒子就是光子和電子,對於原子以上的物體來講很難顯示出所謂的量子效應。量子傳送螞蟻等生命體,這還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,這還只能存在科幻作品中。
量子實驗室
中科大現在當然不可以把一隻螞蟻量子傳輸到另一個地方!
因為量子糾纏,並不是像有的人想象的那樣,可以傳輸宏觀物體,類似螞蟻進行遠距離傳輸。比如量子糾纏通信,實際上是利用量子糾纏技術進行加密,從而保證通信的安全性。其具體過程就是,在通信信號傳輸過程中,發送一個量子糾纏態,這個態函數在信號被接受以後,也會發射一個反饋的信號。從而保證這個信號不被竊取,因為信號在發送過程中,只要被竊取,就會在途中發射一個糾纏態,從而發射方就可以知道。
因此,不能把量子傳輸理解成,可以傳輸宏觀物體的技術。舉例來說,就如同光纜可以傳輸信息,但是不能傳輸宏觀物體一樣。目前看來,宏觀物體的傳輸還只能依靠飛機、高鐵、火車、公路、海運、河運等等方式。
地震博士
中國的量子科學確實是排名靠前的,但是現在也只能把幾個量子傳輸到另一個地方,這些量子都是微觀粒子,而螞蟻雖然小但是也是宏觀生物,現在的量子技術是無法傳輸這麼“大”的東西的。
現在的量子傳輸技術都是把量子“態”遠程傳輸到另一個地方,而這個量子本身沒有任何移動,而是它的狀態被傳輸到了另一個地方,這種傳輸目前只能傳送10比特量子信息。而構成一個螞蟻的千千萬萬個原子每一個都有若干比特的信息,更要命的是螞蟻還是活的,所以它們的原子每時每刻都在運動。
現在的量子傳輸只傳輸狀態,舉個例子:我用量子技術傳輸一個蘋果,那麼我手裡這個蘋果的所有量子態訊息都會遠程傳輸到另一個地方,然後另一個地方的人可以根據接受到的這個蘋果的量子訊息從而“重建”這個蘋果,生成的這個蘋果和原來的這個蘋果一模一樣,所以就可以說是把原來的蘋果傳輸過來了。
但是科幻小說和科幻電影中的量子傳輸已經達到了把一個活生生的人遠程傳輸到另一個地方,實現瞬間轉移,這種技術在目前的我們看來無異於神蹟,但是隨著量子科學的一步步發展,沒什麼是不可能的。
宇宙探索未解之迷
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!!