04.22 量子傳輸是真的嗎?它到底是什麼?它和經典傳輸有什麼不同?

量子傳輸是真的嗎?它到底是什麼?它和經典傳輸有什麼不同?

傳送術一般出現在科幻題材中,它把一個人瞬間傳送到另一個遙遠的地方。但關於在一點是如何做到的,科幻通常都不會給你詳細解釋,但總的來說就是,把一個人以數據的方式傳送到接收方,在原來的地方消失出現在意個新的地方。現在看來,科幻中的內容似乎要實現了。

那我們就來看看量子隱形傳輸到底是什麼?

量子隱形傳輸其實就有點像經典的複印,比如說我給你一個複印機,然後給你一張紙,這張紙上面寫了一段話,你要把它複印下來了,無非是你打開復印機,然後你把這張紙放到複印機上面,按一下複印機的按鈕,複印機就把它複印下來了,這個是經典的複印。

量子隱態傳輸其實也有點類似,就是說我給你一個叫量子的東西,比如量子態的一個電子,當然一個電子比較複雜,比如它有自旋,位置和速度,然後我要把這個狀態完全的拷貝到另外一個狀態中去,這個當然就是量子拷貝。

但是在量子力學裡面有一個神奇的定理,就是叫做

量子不可克隆定理,也就是說當你拿到一個量子態之後,你是不能看他的,因為根據量子力學,你看它了以後你就會破壞他,也就說觀測會影響量子態。

量子傳輸是真的嗎?它到底是什麼?它和經典傳輸有什麼不同?

既然你不能看它了,你怎麼把它完全克隆?

所以在量子力學裡面可以證明一個非常強大的定理,就是沒有辦法把一個東西克隆,但是量子不可克隆定理只是說我不能把一個東西完整的拷貝到另外一個東西上面去。雖然這是一個定理,但它並不妨礙我先把這個東西破壞掉,然後再把它的狀態一模一樣的再用另外一個東西實現出來。

你把原來東西破壞了,這個是可以做到的,所以量子隱態傳輸其實就是這麼一個東西,這種情況下量子力學是允許的,當然我把一個東西拷貝後,再破壞原來的東西,最後把它送出去,這就是量子隱態傳輸定義。

量子傳輸是真的嗎?它到底是什麼?它和經典傳輸有什麼不同?

那麼量子隱態傳輸跟經典傳輸有什麼類似?

我們通常用經典的方式,就是把經典的狀態一模一樣傳出去,比如說把這篇文章弄成莫斯密碼,再傳到你手裡面,然後你再用你的手機把它顯示出來,這就是經典傳輸。

量子傳輸也是這樣,我把我這邊的量子態,通過一種方式原原本本的傳送給你,當然我原來的量子態被破壞了,你得到我原來的量子態,然後你再用一個機器把它原原本本放出來。

量子傳輸是真的嗎?它到底是什麼?它和經典傳輸有什麼不同?

所以量子傳輸和經典傳輸(量子通訊和經典通訊)的不同點是什麼?

我給你的是量子的狀態,而我必須把我原來的東西給破壞掉,而經典通訊不需要,比如說我給你寫一封信,你收到這封信,然後你用你的工具把它閱讀出來,但是我在信箱裡面,我的原件是原原本本保留的。

量子傳輸不是這樣,我在我的郵箱裡面,原來的信已經被破壞掉,徹底破壞掉,我完全讀不出來了,但是你可以收到原來一模一樣的信息,然後你用你的方法把它讀出來。

量子傳輸是真的嗎?它到底是什麼?它和經典傳輸有什麼不同?

雖然現在的量子理論上可以用來實現科幻中的概念,然而,對於任何實際的應用都差得很遠,科學家們到目前為止只也只能傳送單個粒子。但不排除隨著科學的發展,我們有一天能實現科幻中的概念。


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