中科大现在可以把一只蚂蚁量子传输到另一个地方吗?

用户53096030608


很显然是不能,不过这个问题肯定和量子纠缠有关系,我简单的解释一下好了,比如说现在有一对粒子,这对粒子分别是粒子A和粒子B,假设我们把粒子A和粒子B分开。

粒子A放在地球,粒子B放到银河系之外,这个时候我们测一下粒子A,假如说这个粒子A的状态是上,我们立刻就知道粒子B是下。


但这里的问题就在于,在我们测量粒子A之前,粒子A的状态是不确定的,它有可能是上,也有可能是下。

但一旦我确定了粒子A状态,粒子B的状态就立刻清楚了,例如粒子A如果是上,粒子B就是下,而粒子A如果是下,粒子B就是上,但粒子B是怎么知道粒子A发生了变化,导致了它也发生了对应的变化呢?


这个问题在过去的某一段时间是无解的,因为这两个粒子之间作用是瞬时的,这显然违反了光速不可超越的理论,就连爱因斯坦都想不明白。

但后来有人给出了一个答案,这两个粒子实际上是一体的,这就好像一双皮鞋,如果你把其中一只丢到银河系以外,另外一只放在地球上,如果地球上的这只皮鞋是左脚,你立刻就能知道银河系外面的是右脚。

这个皮鞋的例子告诉我们,这两只皮鞋虽然距离很远,但它们之间没有发生信息的传递,所以指望将蚂蚁量子化,然后传递到另外一个地方,目前是不靠谱的。

那么真正的量子传输,传递的实际上是量子态,简单的说就是将粒子A的量子态,传给银河系之外的粒子B,让粒子B变成粒子A。

最后量子力学还是比较复杂的,人们至今还有许多未知的地方等待研究,所以这个问题很难说,我个人觉得很难……


种植恒星


我国量子科技发达,遥遥领先于其他国家,这点不可否认。而对于题主所说的把一只蚂蚁量子传输到另一个地方,恐怕就困难许多。


我国量子通信取得了巨大的发展,这是量子信息之间的传输。如果将一个量子态传输到另一个地方,还是有可能,因为我国的墨子号量子实验中量子传输实验已经得到了验证。那是因为传输双方都为量子态信息或物质。而一只蚂蚁,它的构成复杂,由无数个细胞组成,首先它是由很多很多的原子构成的,而原子本身又带有量子。所以要想将蚂蚁量子传输是根本不可能的,至少目前为止,我国还没有过细胞生物之间的传输。

再说量子之间的传输都是通过量子纠缠来实现的,而量子纠缠的发生也有数量,数量极其微小,而一只蚂蚁光细胞就数不清,更别说其中的量子比特数量了,所以蚂蚁的传输就显得有点遥遥无期了。

设想总是好的,传输细胞现在虽然还不可能,但不代表未来不可能,也许再过多少年后,这个问题就会实现了。


时间史


根本就不可以,甚至100年内都做不到这样的事情。

如果可以把蚂蚁传到另一个地方,这个消息早就在全世界沸腾了,这是人类从来未有过的壮举,这意味着人类掌握了孙悟空的瞬间移动技术,也意味着人类掌握了物质从原子级别重构技术,那么人类还需要工作吗?早就共产主义了,要什么东西就可以在原子级别合成了。那么人类就达到神级文明了,我个人认为这样的技术甚至在一千年内都很难达到。

中科大的量子通信的确很厉害,但是你知道量子通信是什么吗?量子通信不是用量子纠缠进行信息传递,量子纠缠也传递不了信息。量子通信的全称是量子加密通信,主要是利用量子不可克隆和测量坍缩的特点对传统电磁信息进行绝对加密。量子通信的名称的确有很大的诱导性。


可能题主感觉蚂蚁那么小,传递个小蚂蚁有什么困难的。目前量子隐形传送的水平还仅仅停留在单个粒子上,连一个原子都传送不了。

你知道一个微观粒子和蚂蚁的物质量差别有多大吗?

我形象地计算一下,方便题主直观理解。我们按照电子1×10∧-15m的半径为例,蚂蚁的直径大概在数量级上是毫米级别,大概是1×10∧-3m,微观粒子的大小和蚂蚁差了12个数量级,是百亿倍的差距。

蚂蚁的质量按照50mg计算,也就是5×10∧-5kg,而电子的质量约为9.1×10∧-31kg。蚂蚁的质量比电子质量高出了26个数量级。

如果转移一个电子用1秒,那么转移一个蚂蚁大概需要 10∧26次方秒,也就是需要3亿亿年。宇宙才138.2亿年。

特别注意,量子纠缠并不可以传递信息,我们只是测量纠缠态粒子的信息,再通过电磁波发射出这些信息到另一个地方,我们解读出来再重新组建这个物体。


而且传送物质,要把组成这个物质的内所有原子,自由电子,其他基本粒子的所有信息记录下来,除非是量子计算机,现在的电子计算机根本就无法胜任这么巨大的工作量。

通过扫描物体内部的原子组成信息再重新组建的方式在目前看来根本没有任何希望,除非人类研究出超级量子计算机,才有可能在数据运算上不拉后腿。

中科大目前做好量子加密通信和单粒子隐态传送就行了,分子级别以上的物质传送很难在本世纪完成,更何谈蚂蚁。


科学认识论


从问题本身来看,终于明白为什么有些人对潘建伟有质疑,为什么有些人对我国的量子通信心存疑问,因为他们压根没有了解潘建伟领导下的中国量子通信到底是什么概念!

我国发射了“墨子号”量子通信卫星,主要作用说白了的就是为了信息安全,通过“量子分发密钥”技术保证信息的绝对安全性,信息传递还是需要传统的无线电传输,只是作用了量子纠缠的特性,并不是说信息的传递像量子纠缠那样瞬间完成,而量子纠缠本身也不能传递任何信息,身为院士的潘建伟不可能不知道这一点吧?

所以说,虽然中国量子通信技术在世界上处于领先地位,也不可以把一只蚂蚁量子传送到另外一个地方!

事实上,目前我国的量子通信技术与传送蚂蚁的概念没有关系,是两种不同的概念!

不少人心中很想通过量子纠缠现象对一个东西要兵瞬间传送(瞬移),但无论如何仅仅凭借量子纠缠是传送不了的,不要说一只蚂蚁,就是一个电子也传送不了,因为量子纠缠本身不传递任何信息!

不过理论上可以把一个物体的量子信息全部记录下来(这个工程大到无法想象),然后通过电磁波把这些信息传递到另外一个地方,再通过量子纠缠现象重组信息,完成“瞬移”!

不要以为蚂蚁很小就很容易传递,事实上蚂蚁的大小与微观粒子想比简直太大太复杂了!要记录一直蚂蚁所有量子信息需要运算能力极大的计算机!不要说现在不行,百年没也很难完成!


宇宙探索


量子力学发展到现在只有我们国家可以应用发射了量子卫星。我们应该感到骄傲自豪。不过现在只是把信息通过量子编码传输。属于最基本的应用。问题来了,可不可以把生物(题主的蚂蚁)量子态化。原子是可以量子化的,只不过维持量子化同时保证原子特性不变是非常困难的。非生命体我觉得现在科技水平完全可以达到,原子量子态化,强磁约束量子态,然后传输。理论上完全没有问题。只不过耗费巨大,得不偿失。至于生命体,由于生命具有自我意识,在量子化以后怎么不污染,改变原子本身的量子态,现在无法证实,理论上也没有可靠的依据。所以说活物传输要等非生命体传输普及了可能才会有可靠的答案。


天行地势小长虫


我国在量子通讯领域是领先的,而中科大的量子通信在中国高校中可以名列前茅。但是说把蚂蚁传输到另一个地方,现在根本不可能实现,并且无论是谁都做不到,这就是对量子通信技术的误解。

我的国确实是厉害,但是题目描述中的传输蚂蚁和小白鼠这就是哗众取宠无中生有的,量子力学中的量子纠缠现象是指距离遥远的两个量子态,观测确定一个后另一个会立刻确定。这就是神奇的“超距”作用,但是目前来看这只能作用在微观量子领域,并且不能传递信息。


而中国的量子通信技术指利用光子的量子状态加载并传输信息,由于单量子的不可分割和量子状态不可克隆性,可以保证通信的绝对安全性。目前量子力学相关的理论依旧是只作用在微观量子领域,蚂蚁虽然小但是它也属于宏观的物体,甚至是一个分子、一个原子都不行。

一个量子和一只蚂蚁完全是两个世界的东西,中间差了数十个数量级的。目前来看这是一个不可跨越的鸿沟,如果有一天真的实现了量子纠缠作用在宏观物体上,我们将进入一个崭新的世界,但是那一天可能会很晚才能到来或者是不会到来。




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科学黑洞


不可以。

目前中科大的实验可以把一个量子态远程传输到另外一个地方,这个在墨子号量子实验卫星的量子隐形传态实验中已经得到了验证。但现在肯定不能把一直蚂蚁远程传输到另外一个地方。

现在能传输的是简单的量子态,这里所谓的量子态一般来说是光子的偏振状态——所谓偏振简单的说就是振动方向,因为光子是电磁波,所以这个振动方向其实就是电磁波的电场的振动方向——我们都知道,电场是一个矢量场,它是有方向的。

而一个光子的偏振状态,只带有1个比特的量子信息,这是最简单的信息。

现在来说一只蚂蚁,从量子信息的角度来说,一只蚂蚁有几亿亿万个以上的原子构成,这些原子的每一个都带有至少个比特的量子信息,而且这些原子之间相互存在量子纠缠——这些量子纠缠给出了蚂蚁的生命形式,所以,这里面是海量的信息,肯定远远超过了10个量子比特的信息。

目前中国科技大学大致能实现10个量子比特之下的量子纠缠,比10个量子比特大的纠缠还实现不了,更传输不了。因此你说的传输蚂蚁这件事情,我估计30年内是做不到的。

生命体的复杂性来自巨量的量子比特的量子纠缠,这个也仅仅是猜想,从理论上来说,这里面还有其他的结构,因为生命体其实不是原子直接构成的,而是细胞构成,而细胞本身就已经很复杂了,一个细胞里到底有多少个量子比特?我们现在连这个问题都回答不了,因此现在传输细胞是不可能的,更何况是一只会运动的不可控的蚂蚁。对这个问题,我们人类还有很长远的路程要探索。


潇轩


量子传输生命体完全是科幻小说中的场景,现实中还不可能做到,虽然现在量子纠缠已经逐渐被应用在通讯技术上,目前凡是和生物有关的量子技术都是骗人的。

可以和量子传输联系起来的的大概是量子的纠缠和隧穿效应。量子纠缠效应指的是将纠缠态的量子分开,不管其中一个量子发生怎样的变化,另一个量子都会几乎同时发生相同的变化,但是注意这里量子并没有起着传输信息或者电磁波等的能力,虽为的量子通信是利用量子活动的不确定性提高通讯的保密度。量子隧穿效应指的是电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的"墙壁"的现象,这里的墙壁也并不是实体墙壁,也不是高维空间,而是一种能量表现上的限制。

以目前的技术尚无法完全地把握量子层面的所有活动规律,只是实现了较大规模的(数百、数万)粒子的量子纠缠,至于量子的其他特性也都还在研究中,相关的技术也都还没有走出实验室。中科大首次实验实现量子纠缠态自检验,是一项了不起的成就,但这也和隔空传物没有关系,是针对不同形式的量子纠缠态,在测量设备无关情形下获得了未知量子态的保真度信息,并和量子态层析的结果进行比对,证实了自检验结果的可靠性。

蚂蚁虽小但是仍然包含着数亿数十亿的微观粒子,以人类目前的技术还不能实现这么大规模的量子纠缠,归根结底还是量子层面运动的不确定性,很难把握。


来看世界呀


答:目前技术,是不可能的!


标题说的量子传输,其原理是利用了量子纠缠技术,至于某些文章说“量子传输可以实现空间穿越”,完全是哗众取宠的错误说法。

量子纠缠技术和什么空间穿越技术没有关联,现在各国发展的量子通讯技术,是使用量子纠缠技术,解决传统通讯中的密钥分发问题,并没有涉及瞬移、空间传输等等科幻技术。


在量子纠缠技术中,有一个叫做“量子隐形传输”,大致意思说的是,我们可以把一个粒子的量子态,不借助任何传输载体,然后转移到另外一个地方的粒子上。

比如一个电子的偏振,我们可以借助量子隐形传输技术,传输到另外一个地方的电子上;之前有相关新闻说,科学家在实验室已经可以做到单个光子的量子隐形传输,就好像一个光子从一个地方传输到了另外一个地方一样。


这样的技术虽然听起来很玄乎,但是过程中是严格遵循物理定律的,包括质能守恒、动量守恒、量子不确定性原理等等。

像题目说的“把一只蚂蚁传输到另外一个地方”,完全是对现有量子传输技术的误解,以目前的技术根本不可能实现;现在的科学家要想传输单个光子的量子态都非常难,而一只蚂蚁包含的信息量是远远无法想象的,可能比全世界的硬盘储存量加起来还高,根本不可能实现一只蚂蚁的量子传输。


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艾伯史密斯


科幻电影中经常出现的桥段就是人体的远距离传输呢。你在一个星球上面,只要信号对接上,就可以从星球直接传输到飞船上。这里应用到的技术,就是量子隐形态传输技术。



中科大的潘建伟院士,在量子传输领域的研究,可以说是走在了世界前列。创造了最远的量子自由传输距离和最大比特的量子纠缠态制备。那么,基于这些研究结果,目前可以实现小物体的远距离传输吗?

我想,这个答案可能会令很多人失望。答案是不能,而且绝对不能。



我们都知道,利用量子隐形态想要把一个物体A传输到另外一个地方,不是传输的物体A本身,而是传输物体A的信息,把组成物体A的所有粒子的量子态一个一个进行测量,然后再把这些信息通过和纠缠态的量子相互作用,瞬时把这些信息传输到目的地的纠缠态量子上面,这样,目的地的纠缠态量子就相当于重新组成了一个物体A,也这就相当于在目的地利用纠缠的量子完美地复制了一个和物体A一模一样的物体B。虽然组成物体B的所有粒子的量子态和物质A一模一样,但是组成物体B的这些粒子却并不是以前组成物质A的粒子了。所以,物质B只是A的完美复制品,理论上和物质A并不是一个物体。同时,为了避免出现两个一模一样的物体,量子传输物体的时候认为,在测量物体A的所有量子信息时,必须把物质A完全分解。试想一下,如果在测量和传输过程中突然停止,那将是灾难性的后果。



知道这些传输的基本知识,我们就可以看看传输蚂蚁为何目前不能做到:

目前为止,最大的量子纠缠态也就是18量子比特,你要想将蚂蚁身上的所有量子信息一股脑的全传过去,那至少得万亿亿亿亿的比特信息,这就需要你制备万亿亿亿亿个纠缠态的量子对。同时,这些纠缠态的量子对还不能只是光子,因为蚂蚁不是光子组成啊,是由很多个原子组成的。你得制备纠缠的质子对、中子对、电子对等等。这在现代,距离实现还差十万八千里。并且,一个粒子的量子态具有多个状态,如何实现个个态的相互纠缠,也是一个难题。潘建伟院士实现的只是单个光子三个量子态的纠缠,单个光子更多自由态的纠缠技术,还有待突破。



当然,这些技术,对于简单的量子通信来说,或许已经初步够用。但是,对于传输具有无数量子态动物来说,却显得完全不够用。

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