你們好,歡迎收看量子科普第41期,我是經常,明天和你們聊一聊量子通信的事
2016年8月16日1時40分,中國墨子號量子科學實驗衛星發射升空,這是一顆應用于量子訊通的衛星,衛星發射成功后便引發了廣泛的討論,量子訊通技術是以量子纏繞為基礎的,既然量子纏繞感應速率早已趕超了光速,這么量子通信技術是不是實現了超光速通信呢?是不是量子通訊技術將徹底顛覆相對論中光速最快的理論呢?
首先來說,量子通信技術的確以量子纏繞現象為基礎的,而且量子通信技術卻沒有實現超光速通信。
量子纏繞是指處于量子纏繞態的粒子,互相之間雖然“心有靈犀”,無論相距多遠,對其中一個粒子的干擾會瞬時地影響到量子纏繞態中的其它粒子,按照近日各國化學學界對于量子纏繞的感應速率檢測結果來看,量子纏繞的反應速率起碼是光速的4千萬倍,而4千萬倍還僅僅量子纏繞感應速率的最低極限,這么量子纏繞之間的感應速率是不是早已趕超光速量子通訊技術真偽,從而打破了光速最快的理論呢?
盡管量子纏繞的之間感應速率要遠遠小于光速,但這并不等于量子纏繞就早已趕超了光速,由于處于量子纏繞狀態下的粒子所做的運動存在失序性和隨機性,類似于一個機率風波,我們既未能控制它、也不能提早檢測它,所以量子纏繞不能視為一種信息傳遞,也就不能打破相對論中光速是宇宙中物質運動最快速度的定論。
既然量子纏繞不可控制,也不可能提早預知,那量子通信技術又是如何來的呢?
確切來說,目前的量子通信技術全稱應當為量子加密通信技術,我們的傳統通信形式無非是聲波、電磁波、光電通信等等,這種通信技術有很大的弊病,那就是很容易被竊取、破譯量子通訊技術真偽,而量子加密通信技術是保護電磁波通信的加密手段,它幾乎是絕對安全的,由于在量子熱學中,微觀粒子具有疊加狀態(參考薛定諤貓),倘若不進行實際檢測,就難以得出微觀粒子的實際狀態,而且一旦處于疊加狀態的其中一個微觀粒子被檢測,這么量子糾纏的波函數都會立刻倒塌,量子糾纏狀態才會結束,進行通信的雙方都會發覺,所以量子通信難以被監聽、盜取。
倘若不進行檢測,而是直接復制通信中的量子纏繞信息呢?
這也是不可能的,由于量子纏繞是一種隨機性的機率風波,微觀量子具有不可被復制性,所以說使用量子加密通信技術對于電磁波通信進行保護是非常安全的,但歸根究竟,量子通信并沒有實現超光速通信。