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


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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PhD肖


施郁

(复旦大学物理学系)

不能,而且在可见的将来都不能。


量子隐形传态是将某个量子态(目前是极少量的量子比特的量子态)从一个载体粒子C传到远方的另一个粒子B,这需要借助于另外一个与粒子B量子纠缠的粒子A,而A和C在一起。 过程是通过对A和C的局域测量,然后将测量结果通知控制B粒子的人,B粒子被作相应的操作,结果导致B粒子处于原来A粒子所处的量子态。

这是量子隐形传统,是对于量子粒子的操作。

蚂蚁是宏观世界中的物体,而且作为生物,是很复杂的物体。它是不是可以用量子态刻画?这个问题还没有很好地解决。

就算可以用量子态描述,那也是很多很多量子粒子的状态,而且是束缚在一起的非常复杂的量子态,即使每个粒子是一个量子比特,那也需要2^N-1个复数来描写,N至少是10^24。如果要用隐形传态传这个状态,首先需要在远方有同样多的相同的粒子,我们称之为B组,而且在蚂蚁旁边也要有另一组同样多的相同的粒子,我们称之为C组,C组和B组粒子需要恰当地纠缠。这种程度的量子操控在可见的将来是不能实现的。


物理文化与施郁世界线


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


不可以。要理解量子态,量子纠缠,量子理论更像哲学,我用大白话给大家解释下。所谓量子态,是一种状态,需要特殊条件!用一滴水作比喻,在真空没有任何阻力的特殊状态下,一滴水以一定速度“飞”过来,用刀从中间分割,分割成两滴水,假设两滴水受到“刀”的力大小相等方向相反,这时候这两滴水会在“特殊条件”下,真空没有阻力状态下一直以这样的状态方向相反远离,注意这种“特殊状态”一直要维持。这两个水珠就是纠缠状态。当测量一个水珠旋转状态,就可以推测另外一个水珠旋转状态,很好理解,因为当初水珠受到大小相等方向相反的力被“刀”分离。这样假设这两个水珠一个“飞”到了仙女座,一个“飞”到了地球,这样通过测量水珠的状态可以知道在仙女座的那颗水珠的状态。这就是整个量子通讯原理。如果有人问如果中途水珠被破坏或者被干扰,一个水珠状态改变了,那这两颗水珠用专业词汇描述这两个粒子就不是纠缠状态了,或者纠缠状态被破坏了。那么这种特殊状态是不是很难应用,很难达到?其实并不是,其中光子就很容易实现,因为光不受重力,磁场力,摩擦力干扰,很容易产生纠缠。这时候又有人问光子不容易操作,怎么知道一对光子是否是纠缠状态?我们可以用筛选的办法,比如用一束光穿过一个窄缝,这时候发生衍射现象,在固定位置可以接收到纠缠的光子,咱们现在的量子实验基本都是通过这些的办法获取到纠缠的光子。言归正传一个蚂蚁被量子传输传到另外一个地方,我可以说暂时做不到,因为量子纠缠,只是携带信息,并不能凭空复制原子,如果能制造,就不符合质量守恒了,如果实现上述技术,至少人类能控制原子,任意组合,电子任意组合,同时有整个蚂蚁的原子组成信息,包括原子震动方向,电子运动轨迹,并且能任意组合合成分子,至少现有人类科技完全做不到。


阑珊下的小凯-JonLee


首先: 量子传输的是粒子纠缠的相互关系, 比如自旋属性,上旋或下旋对应关系, 这只是粒子相互间作用关系的一种,这是一种很弱的作用关系,本质上并不会影响到宏观物质的物理化学性质。而且还有很多其它的关系类型,粒子的中子数,质子数,外层电子的排布; 原子分子之间的共价键作用力都是决定宏观性质的关键因素,而这些信息是不能用量子传输实现的 !

      

第二点,蚂蚁作为一个物质整体,各种分子原子的种类,数量,组成的结构模式,分子原子间的作用形式,才决定是蚂蚁还是其它物类的关键信息,这些信息是不能靠量子纠缠效应来远距离传输的。

      

第三点,蚂蚁的里面的微观粒子数量惊人,要把这些纠缠态信息,粒子的种类,数量,组合结构形式,相互的作用力大小这些数据提取出来,要在短时间完成是一件比登天还难的事,是解剖式的还是扫描式的提取信息,对这样的的设备的研制已经是比瞬间传送还要难的事情了!在传说中的量子计算机没有成功之前,以现有亿亿次运算能力的超算也无能为力。

      

第四点,量子传输不可行,那现在最拿手的数据电传可行吗?就像3D打印复原一个3D图形, 答案也是否定的,因为3D打印只是复原物品的3D尺寸数据,其它的都没有复原。 在传输方法上,电子数据传输有这个潜力达成多维数据的传输了,我们的卫星无线电视,实时转播就是最好的例子,并不是因难所在, 真正的难点在于, 怎样把被传送的物体的内部多维数据全部提取出来, 在目的地再根据数据把这些全部还原出来,前例是一元一次方程的话, 那么后者N元N次的方程了!!一是极度困难的事情, 不是中科大的事,是整个人类科技水平局限!


东方哲学思维


不可以…量子技术只是数据加密技术…不是传输技术…

量子技术的原理并不复杂…

我国古代为了给将军传递皇帝的命令用虎符作为加密手段…就是用一个饼干掰成两半…将军走的时候拿一半…皇帝留一半…皇帝发命令的时候把这半饼干带上…将军收到饼干后两块一对…锯锯齿能合上就说明是真的…

这种手段不灵活并且是一次性的…如果通信密切需要很多很多饼干…

于是两边能同时变化的饼干成为迫切需求…

没错就是银行的U盾…很多网络游戏包括魔兽世界也有这种登录器…一分钟换一个验证码…

后来有人发现了量子就有这种不停的生成随机数的能力…并且把一个量子砍成两个…两个居然同时做相同变化…这比饼干方便不少…

于是…量子加密通信技术就被发明了出来…具体有什么优势目前看不出来…因为银行U盾网游登录器什么的已经很完美了…

瞎研究着呗…万一有用呢…


ACME63610374577


传输光电磁之类,己经很了不起了。至于生命体,作为生命体本身的人认知范阖的局限性,是不可能完全突破的。之所以有上面这个问题,完全是科技迅速发展,科学思想无限膨胀的产物。就以一只蚂蚁为例,它只是只蚂蚁吗?它体内数不清的共生寄生细菌及更大数量级的病毒,难道不是它不可分割的组成部分?!每只蚂蚁体所携附的这些生命体怎么可能完全一蛘?!如果剔除这些生命体,这个蚂蚁还是这个蚂蚁吗?!再者说,会动的一个个蚂蚁,看着像是独立存在着,实际上,它们的社会或者说群体属性,甚至比人类的社会组织还完善和成熟,这些属性能一并传输吗?!若不可能,哪传走的还是这个生命体吗?!这些还都是站在人现有的认知能力上所可想到的一点点不可能。人认知范围以外呢?!蚂蚁存在于地球上,一代代繁衍进化苟且,只是为了保证生物链的完整性吗?!它们生活了数干万年,只是为了供人类认知世界作实验品吗?!如果不仅如此,哪这只蚂蚁的使命能被一体传输吗?!若不能,传输走的还`是这只蚂蚁吗?!所以,醒醒吧,在宇宙和自然之下,人渺小着呐。仅管科学技术迅猛发展,但离看清自身,认识自然,弄懂宇宙,还远着呢!!从这个层面看,反倒是佛祖所示的一花一世界,一叶一菩提更易于使人清醒和自律。


秀士1


利用量子纠缠操纵的是量子的状态,通过量子状态的改变来传递信息。同一系统中的量子状态改变发生纠缠是微观粒子的特点,不适用于“小白鼠、蚂蚁”之类的宏观物体。


沈大哥


回归大自然,,首先量子传输是高级星体在空间的个行功能信息,是大自然基因内含,三维观察到的一定代有微物性,这是规律,也在示意认识生命人类视角有窗囗,但远处景色就在自身信息里,是感性反应,量子星的究缠原理是人体左右大脑三维区与高维区的究缠感应,是人体在大自然中思维动力输入由纯光虛到量子虚再到体感知糸统,为自然感应,。人能观察到的都是自身基因信息内的低层部分,永远观察不到的是人体高维景区,人体为阴性,没有无错之人,所以真正处于生命中心地带人类永远观察不到,人类探索方向摇来摆去,偏,邪,正均存在,这是有阴体生命脑光输入自然遗传信息中的缺陷,上下动态是生错存因,所以探索方向如生命方向,要有控错退出机制,对基因区万万不可随便变动,会使生命运行失去自然态对应,出现生命异常而缺叹,把当下人作好,是探索首力,回归大自然!永远回归大自然!!!


希望232732801


我在2002年上本科的时候学的是生物学,当时,我就问老师,能不能用设备把一个人根据其基因解码,然后形成个人的生命基因数据,再通过网络传输到另外一个地方,然后通过打印机一样的设备,对各种蛋白质,氨基酸,等等构成生命体的基础物质进行编码打印出来。

现在20年快过去了,3D打印技术日趋成熟,肯定会朝着生命打印的方向去发展,生命体基因解码日趋成熟,肯定也会朝着生命编码的方向前进,我估计再过20年可以实现生命体的异地传输,只是用的是3D打印的方式。

而在未来的10年内,肯定会出现各种各样的有机体远程编解码传输打印,比如各种人造肉类等。

所以未来的100年肯定是一个真正复制,改造,升级生命,最后演变到灵魂研究的层次!!


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