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


答案是根本不可能,甚至在可预见的未来都做不到这样的事情。

1.首先,我们先来了解一下什么是量子纠缠。它是指对于某些特定状态的粒子而言,即使它们已经在空间上分离了,但是不管它们相隔多远,它们之间仍然存在着某种神秘的联系。如果能利用量子的这种特性来传输信息,那就是量子传输通信。其实量子纠缠速度从理论上来说应该是超距反应,也就是“不管多远都能不用时间地到达”,就像科幻小说中的“超时空传送”。



如果真的可以通过把蚂蚁通过量子纠缠传输到另一个地方,那这种传输是不需要时间的,这是人类从来未有过的壮举,这意味着人类掌握了类似神话中天庭神仙的瞬间移动技术,也意味着人类已经无所不能。但其实这难度非常大,甚至不可能实现,请看分析:

2.蚂蚁比基本粒子大无数倍。可能人们感觉蚂蚁那么小,传递个小蚂蚁有什么困难的。其实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。

而目前传递单个基本粒子的信息还没有完全实现,传输比基本粒子大百亿倍的原子更是遥遥无期,更不要说像蚂蚁这样由无数的原子组成的宏观物质了。

3.量子纠缠不能传输物质。量子纠缠传递的仅仅是基本粒子的状态信息,再通过在另一个地方利用接收这些状态信息重新组建这个物体。物质本身也并没有传送,只是重新组建起来另一个一模一样的物质,并且这个物质还是有生命的,而人类目前连生命是如何产生的还根本就不知道。



中科大目前在量子纠缠方面的研究的确是世界首屈一指,目前能达到的量子加密通信和单粒子隐态传送就已经是世界顶级的技术水平了,分子级别以上的物质传送在可预见的未来都很难完成,更何谈蚂蚁。


科学探秘007


题目这种“厉害了我的国”完全是一种阿Q精神作怪,既不懂量子力学,又喜欢大言不惭。

所谓量子纠缠现象是指一对有纠缠态的量子,把它们分开,分到很远的距离,甚至无限远,它们的这种性质也还保留着,它们还是纠缠着,这边发生了什么变化,那边就会同时发生变化。

量子纠缠着的量子只是有一种目前不为人知的传递方式,以无比迅捷的速度影响着自己的另一半,人们无法知道这是一种什么样的方式,它也不会夹带人类的私货,因此被视为这种纠缠并不能携带任何信息。

所以所谓的量子通讯并不是用量子来实现量子速度的通讯,而是采用量子的不确定性原理,采用量子分发方式的隐形传输,以提高通讯的保密程度,而不是把物体传送到很远的地方。

量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象,在经典力学里,找不到类似的现象。经典力学是描述宏观低速状态下事物的,蚂蚁就是一种宏观事物,怎么能够采用量子态来类比呢?

那么宏观的物质在未来可以隔空传送吗?目前的科幻作品就有很多这方面的描述。

时空通讯认为,当人类文明发展道较高阶段时,这种梦想是有可能实现的。

这个设想是基于物质可以分解和重组的理论。

我们知道,世界上所有物质都是由原子和分子组成的,当科学水平非常牛的时候,我们有理由相信可以任意的把物质分解为分子或者原子,甚至基本粒子,通过能量的传输,把它们隔空送到很远的地方,重新组装,就能复原各种物质,甚至包括生命。

在科幻影视《星际迷航》里,人的传输大概就是采用这种理论。

但这是一个神级技术,只有人类文明发展到二型恒星级文明以上时,才有可能触及。但愿人类不要在发展进程中被天灾人祸所中断。千万年后,这种梦想或许能够实现。

但现在就认为这个技术已经可以实现了,真是不知天高地厚。

时空通讯观点,欢迎讨论点评。


时空通讯


以我在这个领域认知的理解,是不可以的。

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只蚂蚁远程传输到另外一个地方。


目前的现状

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。



传输蚂蚁

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。

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。


总结

目前中国科技大学大致能实现10个量子比特之下的量子传输,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,我估计现在是做不到的。


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人人都是架构师


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


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


对于量子力学,量子传输和量子纠缠等概念,我们不应该过分解读,也不应该仅仅凭借自己主观臆断的想象下结论。对于量子概念,有一点是肯定的,只要涉及到信息的传输就不可能超过光速。

而中科大的量子传输,信息传输过程仍旧遵循经典物理,传输速度仍旧是光速。所谓的“把一只蚂蚁传送到另一个地方”(也就是我们所说的瞬移),也并不是真的传输,简单说,就是提取到蚂蚁的量子信息,然后把信息传输到另一个地方,再进行重组的过程。

而量子的不确定性决定了,即使一只蚂蚁的复杂程度也远远超乎我们想象,完全复制一只蚂蚁的量子信息是不可能的,起码目前不可能,即使在未来,也需要超强的计算机来进行复制。

而量子传输目前也只是一种前瞻的概念,未来有可能实现。不只是中科大不可能做到把蚂蚁传送到另一个地方,任何组织机构都不可能做到。

而目前量子力学在实际生活中的直接应用也有很多,比如我们经常用到的CPU就有量子科技在里面。而我国的量子通信卫星主要是研究量子密钥分发系统的,利用了量子纠缠的特点,并不像某些人所说的“超光速传送信息”!

所以,问题的重点是我们需要对量子力学和量子传输有一个基本的了解,而不是想当然地认为怎样,更不能误读我国对量子力学的研究!


宇宙探索


目前能做的是将极少量的量子态的信息从A地“传送复制”到B地,对于一个宏观生物——蚂蚁来说,虽然相较于人类,它体型很小,但细分的话,它依旧复杂的很,正如同即便现代科技很发达了,也造不出来一片树叶。

所以,量子隐形传态目前办不到这一点,并且在今后相当长的一段时间内也办不到。

目前传态只能传一个量子态的信息,当然,传态传的是状态,而非粒子本身,只是在另一个粒子上拥有与之前被传态的粒子的相同状态,就是出现了两个相同量子态的粒子。

这与科幻电影中,《星际迷航》中直接传送一个人不同。

另外,由于量子态的不可克隆性以及量子力学中的不确定性原理,这导致了我们无法提取原量子态的所有精确信息,并且依然还要借助于经典信息的传输渠道。

当然,科技的发展是迅速的,现在虽然只能传送一个量子态,假以时日就能以量级增长,也许200年内就可能实现将一个物品从A地传送到B地了呢。

本回答由一枚游戏科幻迷原创,感谢点赞关注,我们一起科幻想象、畅游宇宙!予人玫瑰,手有余香!


科学船坞


古希腊数学家阿基米德曾经说过一句著名的话:给我一个支点,我就能撬动整个地球。

这句话理论上是正确的,杠杆原理确实有如此强大的力量,然而从现实的角度来说,这是根本不可能的事情。

通过量子态隐形传输技术将宏观物体从一个地点传递到另一个地点,也是同样的道理——原则上的确是可行的,然而在现实中根本就做不到。

不过,这两者之间也的确存在一个差异,那就是宇宙中不存在“绝对刚体”,所以利用杠杆撬动地球永远都做不到;而利用量子传输技术传递宏观物体只是目前做不到,未来是能够实现的。

至于现在为什么做不到,中国的“量子之父”——中科大院士潘建伟对此作出过解释:因为目前的电脑配置不够!

在“2017金华发展大会”上,潘建伟院士也描述过利用量子传输技术来传输人体的理论。

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科学矩阵


不可以。

量子是近几年被人们讨论最多的话题。

现在,有很多科技巨头竟逐“量子霸权。"量子霸权”指的是拥有超越所有经典计算机的计算能力。比如谷歌。有三名科学家在《自然》杂志上发表文章,表示谷歌已经实现了“量子霸权”。也就是说以后的计算机很可能都是“量子计算机”。

量子计算机的速度非常快,打个比方说,普通计算机需要一万年时间来执行的任务,量子计算机处理器大概只花了200秒就可以完成等效的任务。

虽然谷歌实现了“量子霸权”,但是并不意味它可以在实际应用中替代经典计算机。所以“量子霸权”不应该作为权衡量子领域进展的指标。真正的量子时代非常遥远,而量子计算机想在商业上落地,还需要持续研发。可以说“量子霸权”问题没有任何实际应用价

值。

那么我国在量子科技上取得了哪些成绩呢?在国际上又处在怎样的位置呢?

这不得不提2016年8月16日发射的墨子号科学实验卫星。
我国的量子科技在国际上被称为取得了领先的地位。现在已经实现了很多非常伟大的发现。现在正处在飞速发展的阶段,尤其是中科大量子信息实验。

我国在世界上首次实现了卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信的科学实验体系。实现了国家信息安全和信息技术水平跨越提升。

这就是“量子隐形传态”。
量子隐形传态是一种传递量子状态的重要通信式,通俗来讲就是:将甲地的某一粒子的未知量子态,在乙地的另一粒子上还原出来。

量子力学的不确定原理和量子态不可克隆原理,限制我们将原量子态的所有信息精确地全部提取出来。因此必须将原量子态的所有信息分为经典信息和量子信息两部分,它们分别由经典通道和量子通道送到乙地。根据这些信息,在乙地构造出原量子态的全貌。

中科大的潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等和奥地利维也纳大学塞林格小组合作,在国际上首次成功实现高维度量子体系的隐形传态。
这是自1997年实现二维量子隐形传态实验以来,科学家第一次在理论和实验上把量子隐形传态扩展到任意维度,为复杂量子系统的完整态传输以及发展高效量子网络奠定了坚实的科学基础。

潘建伟和同事们首次实现了独立光子偏振态的量子隐形传态的实验验证,迄今为止,所有的量子隐形传态实验都局限于量子态的二维子空间。

也就是说将一个量子态传输到另一个地方是可以实现的,这是由于传输双方都是量子态信息或物质。

而对于蚂蚁这样的有很多细胞生物之间的传输,和物质相比,可以说蚂蚁构成非常复杂,有数不清的细胞,细胞由原子构成,而每个原子又带有量子,量子之间的传输都是通过量子纠缠来实现的,而量子纠缠的发生的数量极其微小,所以传输蚂蚁在未来很长一段时间都无法实现。


虽然暂时还无法实现生物的量子隐形态的传输。由于高维量子态的隐形传态作为完整传输一个量子系统的最后一个待解决挑战,由于其可行性理论方案和实验技术上的双重困难,虽然一直悬而未决。但相信未来一定可以实现。


若子不弱


中科大现在可以把一只蚂蚁量子传输到另一个地方吗?

首先应该了解下咱祖国领先的量子通讯科技到底是个什么东西....潘院士在研究的量子通讯是建立在传统通信线路上的量子密钥加密传输!简单的说真正的通讯根本就没有量子纠缠什么事情,即使是加密,也不是量子纠缠的方式,而是利用了量子效应中的叠加和测量效应!!

当然您不要认为无法传输实质性的物体就嗤之以鼻,这在于现阶段来说简直就如科幻故事,这样的吹捧无疑于捧杀!对于现实世界来说,一个无法破解的通讯是所有行业所期待的,即使是民用领域,你可以试想下再也不可能有人窃听你的通讯,而且只要支付一点点费用,你会选择订购吗?相信很多朋友可能会趋之若鹜......更不要说视加密方式为绝密的军事领域了!

尽管量子纠缠无法直接通讯,但可以使用如下图方式中的特性加密,而且这种有一个非常奇特的副产品,假如有人窃听密钥的话,波函数就会坍缩,加密方式就会崩溃,导致双方都无法通讯!

早在1984年就已经有了量子密钥协议!而实际测试与应用却是在2010年之后,当然这和技术的提升有关系,但技术能提升,但却不是靠想象的....

因此我们从这个量子通讯的角度来说,即使是未来实现真正的量子纠缠通讯(而这个可能性有吗?难道能实现测量波函数不坍缩?海森堡不确定性理论变成了确定理论?),也仍然无法传输整个人体,即使是一只蚂蚁....不如用虫洞来描述更合适一些,虫洞也许在理论上更适合穿越物体!但依据个人来看,仅凭现在的理论,还是就传输数据吧....毕竟实体太过离奇了!


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