03.02 有人說潘建偉的量子通信是一種偽科學,對此你怎麼看?

定慧堂


答:對量子力學有一定了解的人,都知道量子通訊是有理論支持的,所以量子通訊本身肯定是科學的;鑑於目前潘建偉教授等科學家,沒有公開量子通訊技術的具體實現方法,所以艾伯菌對此只能持保留態度,但更多的是支持。


近幾年來,“量子通訊”成為一個眾人皆知的名詞,從大眾的反應來看,大部分人都沒有理解量子通訊的本質,導致很多人將信將疑,甚至用“可笑的觀點”去質疑量子通訊的可行性。



量子通訊的理論基礎是量子糾纏,量子糾纏的概念,最早來源於愛因斯坦提出的EPR佯謬,既然叫做“佯謬”,也就是說愛因斯坦提出的“EPR思想實驗”與實際不符合,結論就是量子糾纏效應是真實存在的。

這點已經被眾多次“貝爾實驗”證實,也被科學界認可,所以我們有十足的信心說——量子通訊本是科學的!


量子糾纏的速度理論上是瞬時的,但是這個速度並不能傳遞有效信息,要想在量子糾纏中傳遞有效信息,必須藉助傳統通訊的輔助,利用量子糾纏來解決密鑰分發難題,從而實現量子通訊。



在量子力學中,有一條定理,叫做量子不可克隆原理,該原理可以從物理規律的層面上,避免量子通訊被竊聽和破譯,保證了量子通訊的絕對安全。


理論非常完美,但實際操作極為困難,量子糾纏的聯繫非常微弱,如何保證量子通訊中相干性,成為量子通訊的技術瓶頸。



目前潘建偉教授的團隊,以及國外的一些研究機構,都宣稱取得了進展,但是沒有任何人公佈具體的實現方案,所以外人很難做出判斷,只能持保留和懷疑的態度。

量子通訊的重要性不言而喻,我們不是專業人士,但真心希望我們國家的科學家,能儘早攻克量子通訊的技術瓶頸;你可以質疑,但是在沒有證據前,希望大家不要誤信謠言,傳遞對科學家不利的信息!


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


個人認為,凡是說潘建偉的量子通信理論和量子糾纏技術是偽科學的人,大多是居心叵測,別有用心。為什麼這麼說?

潘建偉團隊研究的量子通信理論和量子糾纏技術,是國家的最高機密。研究團隊不可能將這些核心理論或技術公之於眾的,噴子們看不懂就對了。這樣機密的東西也不適合在公開場合討論。

有許多所謂的質疑者包括提問者,並不是正在地關注量子通信理論或量子糾纏,有些質疑者(比如方舟子等)甚至根本就不懂什麼叫量子通信和量子糾纏。它們是想通過輿論壓力,套出或逼潘團隊說出核心理論和技術,幫助美國和西方得到量子通信核心技術。這些所謂的質疑者就是賣國賊,該死!


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潘建偉就是一個大騙子,在美國騙不下去回到中國成了寶貝,騙去成百上千億元研發資金。上千公里的量子幹線不是早就建完了嗎?墨子衛星也發射成功了,量子通信開始了嗎?潘建偉不敢驗收,讓曲昭偉罵的狗屁不是,縮頭烏龜一樣,你可反駁啊?歷史會證明他就一個騙子。


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潘建偉是不是偽科學家,量子通訊是不是偽科學技術和騙局,這些問題,普通老百姓是搞不清楚的。他們很容易受到一些自媒體信息的誤導。

很簡單,量子力學這門學科,絕對不是幾本科普著作上描述的那樣一目瞭然。科普書不過是把量子力學的幾個特性用老百姓看得懂的語言儘可能的闡述,所以會用一些簡單比喻,對其本質的推導卻不涉及。內容涉及深了,書就沒人看了。

總之,量子力學絕對不簡單。如果很簡單,為什麼世界上有幾萬個科學家終其一生都在鑽探呢?就說蟲洞和量子糾纏的聯繫,文小剛就研究了很多年,現在也沒有大的突破。因為量子力學其實是很難被普通人理解的,所以它其實是一門專業化很高的學科,而且內部又區分為偏物理和偏數學兩大體系。即使是一個物理系的博士生,也不敢說他已經精通了這門學科。



理科專業生都如此,何況那些其他專業的人?也行他們確實具有一箇中高級職稱,比如是擁有工程師或者教授的身份,但是他們在那個年代確實沒有系統學習過量子力學,所以或多或少會對量子力學有所錯誤的理解。像朱清時,一個大學校長,又是院士,但是他都學不會量子力學,對很多基礎概念都搞岔了,就別說其他普通的知識分子了。

很多人別說搞不懂量子力學的深層次內容,就連基礎常識都弄不清,但是他們特別的“好為人師”,往往喜歡站出來指責。可是,他們能說出什麼大道理嗎?如果他們真的可以推翻《自然》《科學》上的論文,他們應該自己先寫一篇反駁的論文,然後發表到權威的學術期刊上去。


懷疑探索者


要說潘建偉是偽科學,先了解了解量子論中潘建偉做了什麼?

1964年,貝爾結合愛因斯坦的epr佯謬以及德布羅意的波導,波姆的隱變量體系,推導出著名的貝爾不等式,發表題為《論epr佯謬論》成為20世紀物理史上名篇。貝爾不等式是判定宇宙最基本性質的試金石,如果世界是經典的因果的,那麼在epr中貝爾不等式就必須得到滿足,反之貝爾不等式則可以突破。

波爾還是愛因斯坦,這是個問題,物理學家們開始行動起來,以實踐去檢驗這個不等式乃至這個世界的本質。

1969年,clauser等人改進eor模型,使之更容易實施,伯克利,哈佛,德州大學進行一系列實驗,但除了一個實驗外,其他實驗均指向量子論預言結果。但當時光源往往只能產生弱信號,技術有所限制。

隨著技術的進步,特別激光技術的進步,更為精密嚴密的實驗有了可能。

1982年,阿來恩.阿斯派克特(法)領導的小組第一次在精確意義上對epr做出檢驗。

(鈣原子作為光子對來源,成功使得兩個光子飛出相隔約12米遠)通過數據積累結果出來,愛因斯坦輸了。與量子論的預言完全符合(也就是光子在觀測方向變化情況下仍然表現出不可思議的相關性或者糾纏態而不是因果論的光子在飛出去的時候狀態就確定的符合貝爾不等式)與愛因斯坦預測偏差5個標準方差。實驗報告發表於1982年《物理評論快報》

新的實驗手段不斷出現,實驗模型越來越接近愛因斯坦最原始epr設想。英國的malvern引導糾纏的兩個光子是他們分離四公里以上,在日內瓦,這一距離達到數十公里,即使這樣的距離,貝爾不等式仍然遭到無情突破。

1998年奧地利因斯布魯克大學科學家讓光子飛出相距400米,因此他們有了1.3微秒的時間來完成偏振器的隨機隨機安排,結果與愛因斯坦預測偏差30個標準方差。

1990年,greenberger,和zeilinger等人了,用著名的ghz測試,(牽扯到三個或者更多光子糾纏)來展示量子力學和經典理論(定域的隱變量理論)的衝突

2000年,潘建偉(名字終於出現,量子領域楊振寧之後又一個華人而且是中國人的名字)bouwmeester,daniell等人在《自然》雜誌上發表,他們的實驗再次否定定域的存在,與愛因斯坦預測8個標準方差。

2001年,rowe等人描述了更加精密的Be+離子捕獲實驗。

2003年Pittman和Franson報道了產生於兩個獨立光源的光子對貝爾不等式的違反。

……

貝爾不等式之前,還有一大堆諸如牛頓,麥克斯韋,愛因斯坦,狄拉克,德布羅意,波爾等大神的研究結果。質疑精神在科學上講本身沒有錯,不過全球科學家們的研究都是一步一步像遊戲裡打怪一樣一步一步向前邁進,觀測手段和觀測儀器的重要性在物理學已經達到前所未有的高度的今天(比如粒子對撞機,還有今晚的黑洞視界圖片依靠全球射電望遠鏡通力合作,包括墨子衛星等等,全球科學家必須在更大尺度的空間裡進行物理觀察和驗證),靠一兩條公式或者頭條上洋洋灑灑就想質疑量子理論或者潘建偉,無異於痴人做夢。

其次,量子論再往前一步,的確有讓人困惑的地方,潘建偉這句話也往往讓人(特指某些民科)詬病,再說了,這句話也不是他的原創,幾乎所有量子大師都說過,其實這本是科學精神的嚴謹態度,而且量子理論的困惑並不妨礙其帶動對固體機械和熱物質的認知,打開通向凝聚態物理的大門,重新認識電流傳導(帶動半導體研究),創立微電子學,開創量子化學學科。在量子論引領下,材料科學突飛猛進,認識超導和超流,掌握激光科技,造出晶體管和集成電路。量子論比任何一種理論引發更多的技術革命,核能,計算機技術,新材料,能源技術,信息技術……潘建偉,是在前人基礎上,在量子保密通信領域進行探索。就好比,我們不知道1+1為什麼等於2,關於這個哥德巴赫猜想在陳景潤46年前證明了1+2之後,再也無法更近一步,但並不妨礙數學體系的建立和應用。質疑量子論偽科學就貌似想通過證明1+1不是等於2,是等於3來證明數學都是偽科學一樣。

想質疑潘建偉乃至量子論,還是好好從遊戲裡面第一級遊戲打怪開始,直至有專業期刊願意刊登你的大作,或者去歐洲粒子實驗室排個期做個實驗再說吧。


握手言和1999


科學界不會打壓反對意見,相反還會歡迎質疑。但是質疑必須是基於事實的質疑,是遵循學術規範的質疑,在網絡上造謠傳謠、搞人身攻擊不是質疑,是胡攪蠻纏、打滾撒潑。潘建偉的量子通信方面的論文很多發表在《自然》《科學》等頂級期刊上,那些雜誌的審稿人是全球頂級科學家,反觀那些吆喝量子通信是騙局的大神,十個裡面至少九個連薛定諤方程都不會寫。要那些人遵循學術的既定程序去頂級期刊發表論文說明量子通信是騙局,這可是比要了他的命還難。發不了論文,也沒本事去給《自然》《科學》舉報量子通信是騙局,只能吹吹牛皮過過嘴癮自我滿足一下而已。

當年有人出了一本書叫《100位教授證明愛因斯坦錯了》,愛因斯坦聽後聳聳肩說:“證明我錯了不需要100位,1位就夠了。”同樣,想說明量子通信是騙局,想表明自己多麼偉大,發出1篇得到認可的論文就足夠了。


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科學的概念與觀點應該是清晰明瞭的。並且是被實證的。但是在潘建偉的量子通信理論中,我並未發現這個特徵。所謂的量子糾纏究竟是什麼?直到今天潘並未給出一個明確的解釋與界定。至於說到幽靈般的超距感應?完全是子虛烏有的觀點,是潘將一些物理觀點自由發揮的產品,有那一個實驗證實了這種幽靈般感應呢?中國的一些學者,務虛的很,習慣於紙上談兵,研究完全脫離了客觀實際,最終只能是流於虛幻,且自欺欺人。

.實是求事的說,潘的物理學理論水平其實不高。在一個系統的工程中,理論、條件與前提尚未完全弄清楚的前提下,怱忙上陣,其遇到的問題可想而知。

許多人對潘提出質疑這是必然的,問題在於潘對待這種質疑的回應方式。他從未做正面答覆。而是一下子一個美國的克里夫蘭獎?一會又是十個比特的量子糾纏?我就納悶了,難道克什麼蘭代表一種科學道理?十個比特代表潘並非什麼也沒幹?

我曾經看過中科院給出的一個所謂的量子通訊原理圖,我當時就指出,那個原理圖只有在駐波的狀態下才能成立。但通訊的傳輸線路是非常複雜的。無論是自由空間或者光纖都是如此。有些事情在紙上畫畫是對的,但放在複雜的客觀環境下,就不是那麼回事了。

潘的團隊存在許多錯誤的觀念,如單光子的說法,而且煞有介事宣稱通過減少光的強度來獲取單光子,真不知道在學校裡你們是如何學習物理的。這些基本的概念都沒有弄懂,真不知道你們是怎麼獲得博士學位的?在這裡,箇中原因就不講了,那扯得太遠。

在科學上明白與不明白差別實在太大了。他們的差別有多大?就好比醫生與患者的差別,如果醫生成心要欺騙患者。那患者只有死的份了。雖然患者迷迷糊糊感覺那裡不對,那也無法說出其中道理來。

潘即然可以糊弄廣大民眾,又有誰能保證他不去糊弄那些決策者呢?

當然,做一個工程,總會有收穫的,但是否有意義?意義有多大?則另說了。


明學23


先說”量子通信”的現狀:

很多人誤以為可以通過一對糾纏量子傳遞信息,從而實現信息不可攔截、如果攔截了會被察覺。這種說法越傳越神,甚至演繹成可以跨越時空、海水障礙對潛艇通信。

實際根本不是那麼回事,

先說一下量子糾纏是怎麼回事。量子糾纏來源於愛因斯坦的EPR佯謬:

現實世界中,如果一個物體分裂成兩部分,會保持動量守恆,如果一塊向東,則另一塊必然向西,如果向東的那一塊帶左旋,則向西那塊必然帶右旋,由於動量是矢量,兩塊物體動量和仍為0。

對於微觀粒子,就有問題了,一個粒子自發分裂成兩個,由於粒子在觀測前左旋和右旋是不確定的,倆粒子到底誰左旋誰右旋?如何保持動量守恆?這是不確定的,這就是所謂的糾纏。如果觀測後這邊粒子是左旋,則遠在天邊的另一個粒子必然瞬間是確定是右旋,從而維持動量守恆,就好像有心靈感應一樣。

根據量子力學的解釋,兩個糾纏量子這個過程並沒有瞬間信息傳遞。量子狀態只能被“觀察”,從而看到這邊是1,那邊是0,至於是0還是1,那是隨機的。不能人為設置這邊是1讓另一邊變0(反之亦然),即糾纏量子從理論上就不能傳遞信息的,否則違反相對論(信息、能量超光速傳遞)。

所有宣揚能通過糾纏量子瞬間遠程不需要介質就能傳遞信息的,都是無知或騙子(不管名氣有多高)。

當前量子通信實際上叫做“量子保密通信”。

即利用量子糾纏特性:雖然我不能人為設置量子狀態,但我通過觀察一組量子狀態,比如看到這邊是1001,那麼另一邊必然是0110,

我就以1001作為密鑰,對明文加密,然後通過傳統信道(光纖、激光、無線電等)發送出去。對方就用0110的反狀態1001做解密密鑰。

通過這種方式可以保證密鑰傳遞的絕對安全。

那麼密鑰傳遞絕對安全,通信是否就”理論上絕對安全”了呢?很遺憾:僅有密鑰傳遞絕對安全,是遠遠不夠的。

通信要安全,需要做到幾個方面:

一,通信渠道安全。

比如我們的國防光纜,比無線電安全多了,但仍不是絕對安全。

前面說過,量子保密通信,並非通過量子糾纏特性傳遞信息(違反相對論),仍然得通過光線、激光等傳遞,仍然可以被對手攔截並嘗試破譯(能不能破譯後面說)。

退一萬步來說,如果真的不需要傳統信道就能跨越時空傳遞信息,那就完全不可被攔截,那傳遞明文也是理論絕對安全的,那又何必去加密?

這一點上看,利用量子糾纏直接傳遞信息,無論從理論和實際,都是不可能的。量子保密通信的密文,既然通過傳統信道發送,就是可被攔截的,並且敵人攔截了你的密文,你也是不會知道的。說白了這就是傳統通信方式。

二,加密手段安全

又分密鑰分發、密鑰長度、加密算法三個方面。

1、密鑰分發:不能被敵人攔截。

這一點,量子密鑰分發是理論上絕對安全的,比傳統密鑰分發方式有優勢。量子保密通信的“量子”優勢就體現在這裡。

遺憾的是這個優勢並不大。原因是,傳統加密被破譯,絕大多數並不是通過攔截密鑰實現,而是通過攔截密文、通過數學分析等手段,實現破譯。

歷史上能攔截到密鑰的例子並不多,比如潛入對方基地盜取密碼本、像電影《U571》那樣登上德軍潛艇搶奪密碼機,等等。攔截密鑰,代價極高,且有一定運氣成分。所以破譯對方密文,能到密鑰最好,攔截不到也可以嘗試用數學方法破譯。

2,密鑰長度

密鑰如果太短,就必須重複使用,從而在密文中出現規律,被對手利用而破譯。

只有一種加密手段可以理論上不可破譯,並且可以用數學進行證明(香農證明的),那就是:密鑰長度等於明文,且一次一密,即所謂便箋型密鑰。

問題是,你如果要傳遞1k的信息,就得分發1k的密鑰,如果是視頻通信上GB的數據量呢?同理。所以某團隊聲稱通過量子保密視頻通信,那也就是視頻通訊前,先製備上G個糾纏粒子(1G就是10億)和分發,這可能嗎?如果不是這樣製備密鑰,只用了短密鑰(比如128位,不斷重複使用)其安全可信度有多大?這不就跟傳統加密一樣嗎?

當你的密鑰長度很短時,舉個極端例子,密鑰僅有1位,敵人根本不屑於截獲你的密鑰,直接通過密文也秒破。至於這區區1位密鑰,你通過最原始的手抄分發還是量子分發,無所謂。

所以“理論上安全”是不存在的。

3,加密算法

前面辛辛苦苦分發了密鑰,如果用一個弱智算法,加密出來也是不安全的。

綜上,“無條件安全”是不存在的。都是有條件的安全。

當前的“量子保密通信”,僅僅在密鑰分發一個環節應用了量子糾纏特性。和傳統加密方式相比,並無明顯優勢。

至於信息發送也還是傳統的光纖或無線電。這一點很關鍵,頭條很多“科普作者”對這一點支支吾吾,一開篇就先講一大堆糾纏量子的神秘效應,純粹是誤導。

關於墨子號量子通信衛星

實際上衛星的任務只是分發密鑰,並不參與通信傳遞。真正通信仍然是在地面完成的。如果量子糾纏能瞬間傳信息,不依賴任何介質,又何必通過衛星呢?


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爭論量子通信是偽科學無聊,一是因為量子通信目前還在研發階斷,廣大網民連量子是什麼都不知道,那能去評說量子通信是不是偽科學,而研量子的專家他們懂,但不能去說,牽涉保密,現在去爭論的一些說法都可以說不是推測,想象,就是說瞎話,因為議論的內容是真的,就涉嫌洩密,國安人員就會找你,所以空對空,假對假的去爭論量子通信是真,是假,能爭出結論嗎。再是量子通信與廣大網民有什麼關係?一不是用戶,怕假商品,二不是食藥品,怕危及生命,與你無半毛關係,你去爭個啥?量子通信使用者都是國家和軍隊,真假應由他們來說話。為什麼現在一些人對人們生活無關的一些事,反覆拋出讓網民去無聊的爭論,使我想起美國的做法,美國為了維護一家獨大的地位,對中國的科技發展驚恐萬分,只要是一些技術中國走到世界前面,美國就阻擾,打擊,對華為就是如此,5G技術中國領先美國,就封鎖,圍堵,甚至抓人,而量子通信中國也走到前頭,但還有不成熟的方面,美國就故意攪混國人的思想,讓你停止研發,好使美國趕上中國,再全球壟斷技術。


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首先要說,質疑某種理論是偽科學有一個重要前提,那就是必須要非常瞭解那種理論,如果連理論本身都不瞭解,或者只是瞭解的皮毛,這種質疑有何意義?顯得很搞笑!

對於量子理論,或許世界上沒有誰能真正理解的,就連愛因斯坦,波爾,還有其他著名科學家都不能完全理解,何況其他人呢?

而說到量子通信,本人也瞭解的不是太多,只知道它是一種能給某種信息加密鑰的功能,讓信息更加安全地傳輸,比我們普通的給信息加密碼更加安全,讓黑客很難破解!

這種技術已經應用在我們的現實領域,這本身就說明了量子通信並非問題中所說的偽科學。

同時,我國在量子通信的研究領域目前處於世界領先水平,或許這也會成為某些別有用心的人“羨慕嫉妒恨”的目標,攻擊量子通信!

還有人始終有這種內心的“懦弱”,認為只有國外的科學家才能研究出量子理論的奧秘,更好的利用量子理論,而對國內科學家都量子通信的研究本能的給予否定!

但事實勝於雄辯,是科學就是科學,終有一天科學會體現出它真正的價值!


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