03.03 中國已經應用量子通信了,為什麼有的專家還說量子通信是偽科學?

用戶73302064039


一般都是誤解造成的。量子通信現在指的是利用量子糾纏效應進行通訊。但是這裡有個坑,很多人都跳了進去,即量子糾纏本身並不能傳遞信息。我想大家是在這裡產生了誤解。

現在最大的誤解一般就是兩點。要糾正這兩個觀點以後,就和科學家們的本意是一致的了。一個是量子糾纏只能用來加密,信息依然靠經典方式。另一個也是隨之而來的,量子通信由於依然依靠經典方式,決定了其傳播速度並沒有突破光速,以前多快現在還多快。


我再舉個例子,一串9對糾纏狀態的量子,依次編號123456789。將成對的分開,依次傳輸到接收端。然後兩邊一起測量量子的狀態。得到這串123456789的狀態依次分別為011101101(假設一個狀態是0,反之為1)。

然後我們給對面打電話,告訴他234679158是這次通訊的信息。這時其他人截取了這段電話內容,僅僅得到了234679158的內容,一臉懵。

而對面的接收端著可以根據剛才測量的記錄解碼,得到234679158即等於1111111000。這個111111000就是被加密傳輸的內容。

感興趣可以搜一下“雙縫干涉測量”和“薛定諤的貓”,弄明白這倆有助於理解。

當然,我這個例子很簡單,不嚴謹。要詳細的解釋就太麻煩了,寫了也沒人看。畢竟要想弄明白,還得靠看書。網上的再權威的信息也是片段,不如書上系統。

劃重點,量子通信的核心是密鑰分發。

最後再說一遍,具體的量子通信技術細節我也不知道。量子通信是已經進入實踐階段的科技,無需質疑。關於怎麼分發,怎麼測量,我要是知道了還敢在這寫文章,那就是作死。


蛋科夫斯基


因為這些「專家」其實是「磚家」。

量子通信的原理非常明確,幾十年前就已經被提出並小規模驗證。而其背後的原理則來源於量子力學的「量子態不可複製定理」。

這個定理可以這樣理解:一個粒子,比如說光子,它有很多量子態, 從而可以攜帶信息。而要竊聽,就必須要觀測這個光子。「量子態不可複製定理」告訴我們,不論是怎樣的觀測,都會影響這個光子。也就是說,任何竊聽都會被發現。由於現在的量子通信傳輸的是量子密鑰。那即便被竊聽了,也沒用關係,重新發送一次就可以了,重要的信息仍然不會被竊聽到。

很多人反對量子通信、不相信量子力學,其實背後是認為,科學是一個個獨立的理論,這個理論可以是錯的,而其他的東西不受影響。他們認為量子力學一派胡言,然而又舒舒服服的使用著以量子力學為基礎的產品——手機、電腦。這些產品中都有半導體材料,有PN結這樣的微小結構。殊不知如果沒有量子力學,我們根本無法理解這些材料的行為,也就無法造出芯片,更無法造出手機。

這些磚家把事物都看作是孤立的,然後可以分開來批判,自己不懂的就是錯的、騙人的,自己懂的就是真的。

這種人的話,連標點符號都不要去看。


章彥博


墨子號量子科學實驗衛星就是很多人提到的中國首顆量子通信衛星,量子保密通信技術就是我們平常說的量子通信。量子通信主要涉及到的是保密技術,並不是對通信技術徹底的革新。而墨子號的取得初步成功則證明了中國對量子通信的實用性做出了有意義的探索。過分誇大中國在量子通信領域的成就或者草率地否定甚至貶低中國在該領域的成就都是不合適的。

作為國內該領域的領軍人物,潘建偉受到一些質疑聲是比較正常的事情。畢竟在摸索科學前進方向的道路上,有不同的聲音是再正常不過的。至於題主說的“有些專家”質疑量子通信是偽科學,根據網絡信息來看應該是指方舟子先生對潘建偉先生和量子通信持有質疑態度。但是,網絡上關於方舟子對潘建偉先生的量子通信進行抨擊的資料並不多見,倒是有提到他對朱清時先生的“量子佛學”強烈抨擊,認為“量子佛學”是偽科學。對此需要說明的是“量子佛學”跟“量子通信”完全沒有任何關聯,如果方舟子或者其他人有抨擊“量子佛學”並不代表他們否定“量子物理學”或“量子通信技術”。

至於說為什麼方舟子為代表的一些人可能會對量子通信持有質疑態度,甚至斷言量子通信是偽科學,應該說他們過於武斷了,在非專業領域做出了誤判並發表錯誤言論。方舟子以打假出名,其本身的專業領域是生物相關的。就算在本專業可以說得上是專家,跨領域到量子力學則屬於普通人,不代表權威。事實上,潘建偉先生的學術成果在期刊上得到發表,某種程度上已經證明同行專家承認了潘先生的成果是有說服力的。不敢說潘先生一定是正確的,但至少不是非專業人士可以輕易打假的或者定性為“偽科學”的。畢竟不同於朱清時先生在非專業領域搞的所謂“量子佛學”,潘先生可是實打實的量子通信專業人士,具有較高的權威性和說服力。如果真有人說潘先生的量子通信是偽科學,除非他能在知名學術刊物上把自己的理論發表出來得到同行專業人士的認可,否則就是信口雌黃,沒什麼價值和意義。


鎂客網


對內行來說,原因很明顯:這些所謂“專家”並不是真正的專家。

為什麼呢?一條判據就看得很清楚了:這些對量子通信的攻擊,只是發表在網絡上、媒體上,而沒有發表在經過同行審稿的、有良好聲譽的學術期刊上。一篇都沒有。

為什麼沒有呢?因為量子通信的可行性,是早已經過數學證明的。只要量子力學的基本原理正確(有許多民科一心想推翻量子力學,但這些民科的文章同樣也無法在學術期刊上發表,因為毫無實驗根據),量子通信的可行性就確定無疑。一個已經被數學嚴格證明的東西,你怎麼反對?你會反對1 + 1 = 2嗎?你會反對勾股定理嗎?

當然不排除有些搞不清概念的人會反對,但是隻要有正規的學術界人士審稿,這樣亂扯的文章就肯定發不出來。其實我就見過一些民科,整天反量子通信、反量子力學、反相對論,在什麼領域都認為自己最聰明,前人都是垃圾。然後呢,寫篇文章去投學術期刊,被拒稿,去發中科院的學術預印本(就是說不是正式的論文)平臺,也被管理員撤回。他非常氣憤地控訴科學界打壓他,容不下新鮮思想。但你想想,如果你是一個學術期刊的編輯或者一個學術平臺的管理員,你會容許這樣的文章在自己的地盤發表,破壞自己的聲譽嗎?

反量子通信的人經常說,量子通信在歐美是個邊緣化的小領域,主流科學界完全不認為這是什麼重要的成果。可是就在最近,2018年2月,量子通信的兩位開創者,美國物理學家Charles H. Bennett 和加拿大物理學家Gilles Brassard,獲得了2018年的沃爾夫物理學獎。中國的潘建偉教授給他們寫了推薦信,想必量子通信在中國的實用化對他們獲獎也是一個重要的催化劑。沃爾夫獎是個地位非常崇高的大獎(雜交水稻之父袁隆平得過2004年的沃爾夫農業獎),普遍認為它的重要性僅次於諾貝爾獎,許多得獎者後來也獲得了諾貝爾獎,因此被稱為諾貝爾獎的風向標。你看,主流科學界對量子通信的承認程度,怎麼樣呢?

袁隆平獲得2004年沃爾夫農業獎

反量子通信的人是不是又要說,大家都被量子通信這些人給騙了?——你開心就好。


科技袁人袁嵐峰


我說量子通信為什麼爭議這麼大,原因居然是和轉基因爭議一樣一樣滴,你信不?

量子通信是這兩年的熱門話題,從科學研究到資本市場都是熱門。但也有很多質疑的聲音,爭吵的調門一點也不比轉基因小。量子通訊出現爭議原因很多,但有一點我認為是不可忽視的,而同樣的因素也是轉基因技術爭議的緣由之一。

在說明這些爭吵的來源之前,先說說啥是量子通信。

20世紀初,物理學同時出現了兩個跨時代的理論,相對論和量子力學。和相對論幾乎由愛因斯坦一個人創立不同,量子力學是眾多科學家共同構建的,其中對量子力學持堅決反對態度的愛因斯坦也做出了重要的貢獻,這貢獻之一就是量子糾纏。為了反對量子力學觀點,愛因斯坦等人根據量子力學的基本假設推導出來了一個叫做“量子糾纏”結論。

微觀粒子的狀態是成對出現的,當其中一顆狀態發生變化,另一顆也會即刻發生相應的狀態變化,而且這種變化跟兩個例子之間的距離沒關係。愛因斯坦認為這個太搞笑了!

但最終證明這個“量子糾纏”居然是真的。既然粒子狀態是成對的,那不就可以利用粒子狀態來傳遞信息麼?於是量子通訊的概念就應運而生,量子通訊就是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。

1997年,在奧地利留學的潘建偉(1970年生人)與荷蘭學者波密斯特等人合作,首次實現了未知量子態的遠程傳輸。潘建偉一直致力於量子通訊的研究,並且在他主導下,我國在2016年發射了全球第一顆量子衛星,量子通訊研究處於絕對的世界領先地位。

這不挺好一個事兒麼,為啥爭議這麼大呢,都怪名字起得不好。現在所謂的量子通訊技術其實不是用量子糾纏傳遞全部信息,只是用做加密。加密技術古已有之,古代帝王調兵用一種叫做虎符的東西。就是做個玩具老虎,然後切成兩半,國王拿一半,將軍拿一半。

要出動軍隊的時候國王派人拿著虎符去調兵,兩片對上將軍就可以出兵了!但具體出兵內容並不在虎符上,是出祁山還是渡陳倉啊,帶不帶乾糧等等都得另外說明,虎符只起到加密作用。將軍拿不出虎符,派兵內容不能給他看;信使拿不出虎符,派兵的命令將軍也不接受。

現代通訊加密原理和這個差不多,也就是傳遞信息同時傳遞加密信息,加密信息對的上才能打開要傳遞的內容。現在炒的火熱的量子通訊實際上只是通訊量子加密,雖然這種技術也是牛的不得了技術,花費巨資研究多年,成果豐碩但還沒有達到可以廣泛應用的程度,還要繼續做很多深入的研究,一旦成熟那將是通訊加密技術的跨時代變革。但顯而易見的是,用量子通訊來命名還是言過其實了!既然名字起得不好就容易誤解,誤解了就有傳言,傳言了就得有人糾正,也會有人矯枉過正,於是爭議不斷了。

由此我想起來另一個高科技,也是名字起得不好爭議不斷,那就是轉基因技術。叫啥轉基因啊,農業上叫分子育種,醫學上叫重組多好!


知識與見聞


我是量子理論的支持者,我不選擇科普,畢竟已經有好多同道為大家科普了這個問題。我只說最簡單也最容易讓大家理解的:如果說量子理論不成立,那麼為什麼在諸多的國際頂級的科學學術期刊上並沒有這些反對量子理論認為這個是騙局的科學家的反駁的學術論文和相關的論證方程和數學模型呢?看,既然不公開站出來發佈論文和論證方程以及論證模型,怎麼就直接說量子理論就是個騙局???

稍微有點科學常識的人都知道,如果一位科學家要反對另外一位科學家的理論,那麼他會發布自己的論文並召集同學科的其他科學家來進行學術辯論,來證明他反對的這位科學家的理論是錯誤的,同時如果反駁成功,也是會有相關的媒體來進行報道,並開始修改這個他要反駁的科學家的理論,並由相應的學術協會進行檔案記錄,為後來的該學科的理論發展做一個警示。很明顯,我並沒有聽說過反對者要求召開相關的科學家集會來進行辯論和驗證。

反對者的身份,翻了翻對量子理論持騙局觀點的人的社會身份,我整個人都特麼驚了,什麼時候連什麼傳統作家,醫學專業畢業,社會學專業,什麼房地產分析師,什麼建築工程專業,甚至還特麼有語言學專業的等等,至於是誰,我就不說了,我想說的是,你們這些人特麼給物理學個面子好嗎?!不是是個人都能對物理學的研究進行評論的啊!物理學他媽的也好歹是能改變地球和宇宙的重要學科啊!你們隨意評論真的好嗎???!最起碼也要讀個相關的專業書籍百八十本再來評論啊!!!再不要臉一點,你們好歹拿個國際頂級的物理學家反駁的話來評論啊!你們以為你們是誰?神仙嗎!!!!

綜上所述,我真特麼佩服噴子!



K3-詭刺


在2016年,我國發射了世界上第一顆量子實驗衛星——墨子號。基於此,我國成為世界上第一個實現天地量子通信的國家。因此,我國在量子通信領域可以說是世界的領頭羊。基於量子力學(現代物理學的基礎)發展而來的量子通信又是何來的偽科學之說呢?顯然,這是有人在詆譭量子通信研究。

不過,量子通信很容易被人誤解。由於量子通信基於量子糾纏,這會讓一些人誤認為量子通信是即時通信,也就是說,無論兩個人身在宇宙中的何處,無論相隔有多遠,他們都可以通過量子通信瞬間聯繫上。這種觀點其實是錯誤的,量子通信不能實現超距實時通信,其核心其實在於加密。

對於傳統的通信,把信息加密依賴於某種算法,所以加密信息面臨被破解的風險。而量子力學的不可克隆定理給加密技術帶來了革命性的變化。由於量子不可克隆定理,別人想要複製完全相同的量子態是不可能的,所以破解量子加密信息也就變得不可能。利用量子糾纏效應,信息可以被有效加密,竊聽者無法破解。

然而,量子加密信息的傳遞仍然需要藉助傳統的通信方法,即利用速度為光速的電磁波進行傳遞,所以量子通信的傳播速度其實也是光速。因此,量子通信的核心是加密,而不是即時。


火星一號


這個問題涉及的科技複雜深奧,網友對答主的說法無法正確分辨,我發現一些高點讚的回答恰恰就是在以訛傳訛。

回答前先擺下資格,我是新華社瞭望智庫的特約科技觀察員,受邀寫過關於量子通信的科普。





受邀去騰訊公司講過量子通信。



我下面的科普是經過中國科技大學專家審核過的,對流傳較廣的所謂專家質疑進行了正面清晰的駁斥。

量子保密通信京滬幹線已投入使用,墨子號量子通信衛星也實驗成功,中國在量子通信研究方面已經走在了世界前列。



在黨的19大報告中,將墨子號量子通信衛星作為了重大科技成果,量子通信在社會上得到熱議。但由於這項技術的門檻高,缺少通俗靠譜的科普介紹,社會上出現了很多懷疑的聲音,甚至有人認為中國的量子通信就是個騙局。

量子通信到底是咋回事呢?首先,量子通信的基礎是量子力學,而量子力學的疊加、測量、糾纏三個特性是反直覺的,令我們難以理解,其實當年的科學家們對此也有過激烈的爭論。

隨著研究的深入,量子力學的這三個特性被無數次實驗所證實,在鐵證面前科學家們放棄了歧見,開始共同探究其背後的科學原理。在普朗克、愛因斯坦、玻爾、德布羅意、海森堡、薛定諤、狄拉克等頂級科學家的共同努力下,完整的量子力學體系得以建立。

量子力學與信息學相結合產生了量子信息科學,量子信息科學又分為量子計算和量子通信兩個學科方向。中國人在量子通信領域的研究和實踐處於世界領先地位,領軍人物是中國科技大學的潘建偉教授。



潘建偉在《自然》上發表過《實驗量子隱形傳態》(“Experimental quantum teleportation”),入選了《自然》雜誌的“百年物理學21篇經典論文”。

在《自然》上發表了《單個光子的多個自由度的量子隱形傳態》(“Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon”),被英國物理學會評為2015年十大物理學突破之首。

聲名鵲起後,潘教授應邀參加了一些電視節目,對量子通信進行了一些科普宣傳,使很多觀眾瞭解到了量子通信的神奇,但同時也埋下了被公眾誤解的種子。



真正理解量子通信,除了要有量子力學的基礎,還需要很高的數學修養,很顯然公眾是不具備這些能力的。為了讓老百姓能聽明白,潘教授使用了一些生活中的比喻,這種非科學語言當然不嚴謹,於是被一些人揪住不放,並據此認為量子通信是個騙局。

科學允許任何質疑和反對,這恰恰是它強大的原因之一,但質疑和反對需要遵循科學共同體制定的學術規則。

質疑者應該撰寫論文,發表於跟《自然》相當的專業刊物上,被該領域內的專家進行同行評議,然後才有可能成為一個推翻潘教授原文章的科學議題,這才是正確的質疑和反對方法,而不是拿人家的比喻去說事。

還有人稱墨子號就是一個傳統的激光通信衛星,這也是一個誤解。傳統的激光通信衛星一次會發射上億個光子,它依靠激光的強度、頻率、相位等來攜帶信息。

而墨子號量子通信衛星一次只發射一個光子,是利用疊加和測量的特性來進行信息的傳遞,量子通信衛星與激光通信衛星的原理完全不同。



前陣子有個報道稱日本成功發射了量子通信衛星,速率1000萬比特/秒,比中國的量子通信高很多。這個消息在國內媒體廣泛流傳,甚至權威媒體都有報道,中國科技大學的學者進行了調查,結果認定這是個假消息,這顆日本衛星就是個普通的光學通信衛星,跟量子通信無關。

墨子號量子通信衛星的通信速率很低,它並不是一個通信新方法,而是一項通信保密新技術,量子通信解決的不是通信問題,而是通信加密問題。

在我們的日常生活中,觀察不會影響到狀態,例如一個運動的物體,有人看到或沒人看到,其運動軌跡並不會發生變化,而在量子力學有個“測不準”原理,觀察就會影響狀態。

軍事通信對保密性要求很高,但即使用再極端的加密方法,也不能保證你得到的加密信息沒有被敵人竊取過。也就是說,你得到了完整的保密信息,但這個信息很可能早已經被敵人複製了一份拿走了,並做好了誘捕你的陷阱,而你對此卻一無所知。

在量子通信中,測量觀察就意味著狀態改變,這種洩密等於自毀的通信機制保證了所接收到的信息一定沒有被其它人竊取過,因為被竊取過的信息你一定收不到,因此可以放心使用。這是軍隊常年追求而不可得的極優秀特性,現在通過量子通信得以實現,這是信息安全的一個巨大進步。

量子通信是超越光速的瞬間移動?這個說法來自於對量子力學中糾纏現象的誤解。

什麼是量子糾纏?可以理解為一根筷子的兩端,一端動作則另一端也會同時動作,兩端的動作沒有時間延時。



但是,量子糾纏並沒有信息的傳遞,並不能僅僅依靠糾纏現象進行通信。潘建偉團隊的量子通信利用的是疊加和測量這兩個量子特性,跟糾纏無關,也正因為沒有使用製備非常困難的光子糾纏,所以能更快得以實現。

瞬間移動的說法是怎麼來的呢?這來自於報道量子通信的科技記者,這些記者並不懂量子通信原理,他們把自己的誤解傳播給了公眾。國內科技記者的科學素養普遍不高,這一點非常令人遺憾。

包括量子通信在內的任何通信手段,都必須依賴載體,而且不可能超越光速,量子通信沒有違背任何信息科學理論。

還有人質疑,既然量子通信只是一種加密方法,那就應該叫做量子加密方法,而不能叫量子通信。

這其實是對通信理論的無知。通信的分類有很多角度,從是否使用線纜可分為有線通信和無線通信,在有線通信中,又可細分為光纖通信、電纜通信等。

這種根據信號傳輸載體的分類方式被廣大民眾所熟知,以至於一些人把它當作了通信分類的唯一方式。

實際上其它分類還有很多,根據收發情況的不同可分為單工通信、半雙工通信、雙工通信。根據是否保密的區別,可分為保密通信和非保密通信。騎個摩托車去送信叫做運動通信。喇叭哨子叫做簡易信號通信。把所有漢字都用阿拉伯數碼代密,這是密語通信。

而利用量子效應的通信方式就叫做量子通信,量子通信的說法跟半雙工通信、運動通信、密語通信等一樣,都是根據通信的某種特性而進行的分類,這在通信行業內是毫無問題的說法。

量子通信的真正意義是什麼呢?當前的信息加密方法已經非常成熟,安全性已經可以達到我們所要求的任意強度,但始終有一柄達摩克利斯之劍懸在我們頭上,那就是安全依靠的是計算複雜性,永遠不能排除被破解的可能。

量子通信將計算複雜性這個數理邏輯領域的問題,擴展到了物理領域,用客觀物理現象實現了密碼的不可破譯性,用量子力學原理解除了這柄達摩克利斯之劍,這才是量子通信的意義所在。

【作者:張弛,通信網絡產業觀察者,通信博士,副教授,科普作者,網名“奧卡姆剃刀”】


奧卡姆剃刀


我們通常所理解的量子通信(quantum communication),是指利用量子糾纏來實現瞬間的信息傳遞,哪怕是在宇宙中無限遙遠的兩個點。但愛因斯坦的相對論不允許物質和信息傳輸速度超過光速,所以量子通信本身就是一個在現有理論框架下無法實現的概念,一些專家激進一點說是偽科學雖然不妥,但也只是對有人故意混淆這個概念的厭惡和憎恨而已。

中國的量子通信實際是量子保密通信,是指利用量子糾纏對通信信號進行加密,通信本身還是要靠無線電、光纖等進行,速度還是不會超過光速,在這方面中國確實是走在了世界的最前面,而且也投入了實際應用,我們沒理由貶低自己。

這就像夫妻兩人分居在北京和上海,通過寫信交流感情,信交給郵局靠郵遞員來傳遞,夫寫信到妻收信需要3天時間,整個過程就叫通信。

但夫妻兩人濃情似海,迫切需要瞬間就把信送達對方,這個概念就叫量子通信,然而這種瞬間傳信在這個宇宙中是根本無法實現的。

就在這時,又發生了一件很不爽的事情,郵遞員竟然偷看丈夫寫給妻子的信,丈夫就和妻子商量,我們把信封加上一把鎖,鎖裡面裝上炸藥,郵遞員就沒法偷看了,一偷看鎖就會爆炸,把信銷燬。這就叫量子保密通信。

所以量子保密通信就是量子保密通信,不是什麼量子通信,量子通信這個詞“quantum communication”現在還沒有什麼意義,你去谷歌上用英文搜索,基本上都只和中國的量子保密通信有關,不知道未來這個詞會不會真的成為世界標準,量子保密通信就是量子通信?我估計不太可能,科學畢竟是嚴謹的。


徐德文科學頻道


量子衛星上天,只是試驗用的,是一個大項目。在沒有看到1公里的量子糾纏是否成立的前題下,在一公里的範圍內沒看到相互改變對方存在態的前題下,就給立項了,看來是謎信量子力學了。沒在權威雜誌上質疑量子力學,如同在教堂反對上帝存在一個道理,敢質疑不敢刊登。量子力學一百年,懂量子力學的人不存在,只屬於個別人的專利。再過一百年還是沒人懂量子力學,那還是科學嗎?稱神學好了。不懂量子力學,立項就容易得多了,個別人說什麼就是什麼。量子糾纏不遵循物質的攜能性和能量克服阻力性,相距無窮遙遠在無力到達的前題下可相互改變對方的存在態,違反能量存在規律,違反阻力存在現律。墨子號不發射二束強激光,密鑰分發不存在了,糾纏一方單光子又不能同強激光一同運行,一束不可見暗淡光子倒是可以。是不是偽科學,以能否發現問題,解決問題為判斷的標準。所謂的現代量子力學家們以保密為由(實際上是一束不可見暗潰光子),不保密不行,又沒解決真正的問題。只用一束不可見暗淡光忽悠世人,怎麼不引起人們去質疑。是不是偽科學,時間是衡量標準,總是吹,以宣傳為主,不見真品,怎麼不引起人們去質疑。總認為量子神秘,總說難,拖時間就有了理由,忽悠就成了家常便飯。中國的量子神棍們,在偽科學的圈子裡只能是混時間,該為國家作貢獻了。


分享到:


相關文章: