时空隧道应用前景

2016-03-13 11:50 作者:admin 来源:未知

如果时空隧道被应用到现实生活中,对生活可能造成巨大的影响。


瞬间转移

在很多科幻小说中,一个人或物从一个地方消失,瞬间又突然在很远的地方出现。在现实生活中,真有这样的“隧道”让我们瞬间转移吗?研究量子态隐形传输技术的科学家们给出了答案:“不久的将来,理论上有可能会实现传送人类本身!”

粒子中出现的神奇“纠缠”现象,曾被爱因斯坦称为“遥远地点间幽灵般的相互作用”。1997年由潘建伟等首次完成的单光子量子态隐形传输,是量子信息发展的一个里程碑。其后,各种各样的量子态隐形传输实验得到了实现,但所有的实验都只能传输单个粒子的量子态。得益于复合系统量子态隐形传输实验成功。

 


英国《自然》杂志子刊《自然—物理》10月刊,以封面文章的形式发表了中国科学家的研究成果:两粒子复合系统量子态隐形传输的实验实现。这种被世界科学界称为“幽灵般量子态隐形传输的技术”,来无影去无踪,有可能让物质甚至人体瞬间实现异地转移、传送。这是国际上首次成功实现复合系统量子态的隐形传输,也是中国物理学家首次在该杂志发表封面文章。

此次,他们不仅在国际上首次成功实现了复合系统量子态的隐形传输,而且第一次成功实现了六光子纠缠态的操纵。他们的实验结果表明,物质的瞬间无影转移会成为可能。

量子态是指原子、中子、质子等粒子的状态,它可表征粒子的能量、旋转、运动、磁场以及其他的物理特性。“量子态隐形传输”通俗地来说,就是将粒子从一个地方瞬间转移到了另一个距离遥远的地方,好像穿越了“时空隧道”。由中国科学技术大学教授潘建伟及同事杨涛、张强等完成的这项研究成果,被《自然》杂志称赞为“在大尺度量子通信研究中取得的长足进展”。不久的将来,这项成果还会在保密通信、量子计算机等方面有大量的应用,改变我们的生活。
 

量子通信可使手机无法泄密

潘建伟教授表示,他们进行的实验是为了实现自由空间中“全球化量子通信”,即通过卫星转发量子信号,传至上万公里甚至更远的接收点,最终在全球范围内进行完全保密通话。量子态不能被精确克隆,量子通信方式不可窃听、无法破解,因为依据量子力学的测量原理,任何窃听者在信息传输过程中截取或测量,都会改变它们的状态,从而被实时发现。如果通信过程中输出码和最终码的误码率为零,就能证明该次通信是完全保密的。

手机泄密问题已经困扰着世界各国,通过量子传输的手段实现完全保密的通信,是现代科技人员努力实现的目标和梦想。鉴于这一研究的科学意义,《自然》网站为论文的发表发布了消息,并在《自然》杂志《研究亮点》栏目对该研究进行报道。


超高速量子计算机可放入口袋

量子态隐形传输技术,还将有助于量子计算机的研制。量子计算机是遵循量子力学规律进行高速运算、存储及处理量子信息的装置。相对于传统计算机,它不仅运算速度快,存储量大、功耗低,而且体积大大缩小。一个超高速的量子计算机可以放在口袋里。装备量子计算机的人造卫星,直径可以从数米减小到数十厘米。量子计算机正在开发研制阶段,日本富士通公司开发一种量子元件超高密度存储器,在1平方厘米面积的芯片上,可存储10万亿比特的信息,相当于可存储6000亿个汉字。科学家们认为,随着毫微技术的进步和量子隐形传输技术的发展,量子计算机的心脏——微处理器将在5年内研制成功,世界上第一台量子计算机有望在10年内诞生。