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我国量子研究重大突破:"星际穿越"成为可能!|啥是“量子隐形传态”?

 

中国科学家立功了!中科大科研人员在量子领域研究获得重要进展,在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态。这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐形传态以来,科学家们经过18年努力在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破,为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。

226日,国际权威学术期刊《自然》杂志最新一期以封面标题的形式发表了这一最新研究成果。
我国量子研究大突破 实现多自由度量子隐形传态

啥是量子隐形传态?

量子隐形传态在概念上非常类似于科幻小说中的“星际旅行”,可以利用量子纠缠把量子态传输到遥远地点,而无需传输载体本身。量子隐形传态作为量子信息处理的基本单元,在量子通信和量子计算网络中发挥着至关重要的作用。 此后,作为国际学术界量子信息实验领域的重要研究热点,然而以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限。多自由度的量子隐形传态作为发展可拓展量子计算和量子网络技术的必经途径,成为近二十年来量子信息基础研究领域的一个巨大挑战。


概念图,来源央视

该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价,称赞该工作“绝对新颖、重要,处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿,可以认为是一个伟大的成就”、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后,这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平”。 国际知名量子光学专家WolfgangTittel教授认为,“该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步,并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元”。



延伸一下:通俗理解“量子纠缠”

上文提及,量子隐形传态是“利用量子纠缠把量子态传输到遥远地点”,那么什么是“量子纠缠”呢?如何能更通俗地理解?

下面摘选部分知乎用户的回答:

1、薛同学有两只猫,分别在两个有毒药的箱子里。打开任一箱子前,两只猫都是一半可能活着,一半可能死了。于是开箱前有四种可能:活活,死活,活死,死死。也就是说,两只猫的死活互不影响的,完全可以分开讨论。如果两个箱子里的放毒装置是通过某种电磁波联动的。如果一只猫中毒,就立即解除了另一只猫的危险。另外假设俩猫有仇,有你没我,都想要对方死。现在,打开箱子前,有两种可能:活死,死活。打开其中一个箱子,如果里面是活猫,另一只一定死了,反之亦然。也就是说,两只猫的命运是纠缠在一起的,无法分开讨论。

2、关于量子纠缠的比喻有很多。中科大量子信息实验室的老大郭光灿院士曾经打过一个比方比喻量子通信,说在美国的女儿生下孩子那一瞬间,远在中国的母亲就变 成了姥姥,即便她自己还不知道。之所以她是姥姥别人不是,而且她一定会成为姥姥,就是因为她和女儿之间有一种“纠缠”关系。

3、就像是一条蛇,除了蛇头和蛇尾,其他中间部分都涂成蓝色,然后把蛇放到一块同样蓝色的板上,再用摄像机拍下来,放出来会看到什么?只会看到蛇头蛇尾在动看不到蛇的身体。蛇头蛇尾之间,有涂成蓝色的身体联系着,只是在拍摄后的画面上看不到罢了。看不到却不代表不存在。两个看似无关联的粒子,只是一部分。互相关联的部分,我们目前的仪器监测不到。

来源:综合央视新闻、中国新闻网、知乎

编辑:刘继深


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