假如你能擁有一項超能力，你會選擇哪些？相信“瞬間聯通”會是不少人兒時的夢想。這些超能力在數學學上并非不可能。假如我們就能對構成物體的每一個粒子進行檢測，之后在目的地用同樣的粒子完全復制其狀態，就可以得到一模一樣的物體。現在，中國科學家在這項技術上取得了重大突破。
去年2月26日，《自然》雜志發表封面文章，介紹了中國科技學院潘建偉項目組的“多自由度量子體系的隱型傳態”研究。淺顯地說，這一技術可以讓科學家在異地頓時得知粒子狀態，進而開啟了頓時傳輸技術的房門。
5日的政協小組會上，全省政協委員潘建偉用一個比喻向《科技商報》解釋了這項研究：“從南京帶到廣州一個保險箱，鎖匙忘帶了。于是我請南京的朋友檢測一下鎖匙，告訴我；我在廣州復制它。”
理論基礎：量子糾纏
要想弄清楚“量子隱型傳態”的原理，就繞不開“量子糾纏”的概念。量子糾纏是指相距遙遠的兩個量子所呈現出得關聯性。科學家早就發覺，處于特定系統中的兩個或多個量子，雖然相距遙遠也總是呈現出相同的狀態，當其中一個量子狀態改變時，其他量子也會急劇改變。
愛因斯坦曾把量子糾纏稱為“鬼魅般的超距作用”，不過觀察者網以前報導，科學家現在覺得，量子糾纏似乎也是須要信道的，潘建偉院士的項目組2013年也測出，量子糾纏的傳輸速率起碼比光速高4個數目級。
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這就是量子隱型傳態的理論基礎。在量子糾纏的幫助下，帶傳輸量子攜帶的量子信息可以被頓時傳遞并被復制，因而就相當于懸疑小說中描寫的“超時空傳輸”，量子在一個地方神秘地消失，不須要任何載體的攜帶，又在另一個地方神秘地出現。
技術突破：非搗毀性檢測
但想檢測一下光子，再讓遠方復制，實現上去是十分困難的。因為太小量子通訊速度，光子“一觸而潰”，再精細的檢測也讓它面目全非。
中科大網站介紹說，1997年，國際上首次報導了單一自由度量子隱型傳態的實驗驗證，該工作隨即與倫琴發覺X射線、愛因斯坦構建相對論、沃森和克里克發覺DNA雙螺旋結構等影響世界的重大科技成果一起入圍了《自然》雜志“百年化學學21篇精典論文”。
但是，往年所有的實驗實現都存在著一個根本的局限，即只能傳輸單個自由度的量子狀態，而真正的量子化學體系自然地擁有多種自由度的性質，雖然是一個最簡單的基本粒子，如單光子，它的性質也包括波長、動量、自旋和軌道角動量等等。
潘建偉對科技商報介紹說：“測量一個自由度，不干擾其他自由度，很困難。好比檢測凈高，直尺一拉，體重就受了影響。”
中科大這次就是進一步發展出了“非搗毀性的檢測技術”。經過多年堅苦努力，研究人員成功制備了國際上最高色溫的載流子-軌道角動量超糾纏源、高效率的軌道角動量檢測元件，突破了往年國際上只能操縱兩光子軌道角動量的局限，搭建了6光子11量子比特的載流子-軌道角動量糾纏實驗平臺，進而首次讓一個光子的“自旋”和“軌道角動量”兩項信息能同時傳送。
據中科大新聞網報導量子通訊速度，該實驗成果得到了《自然》雜志審稿人的高度評價，她們一致贊揚該工作“絕對新穎、重要，處于當前量子光學和量子信息領域的最前沿，可以覺得是一個偉大的成就”、“在1997年單個自由度量子隱型傳態實驗實現的18年以后，這個工作從基本概念中將量子隱型傳態提高到了一個新的水平”、“非常有趣，意義重大，且具有非常嚴苛的技術難度”。
因為該成果的重要性，《自然》雜志專門約請國際著名量子光學專家院士在同期的“新聞視角”（NewsandViews）欄目撰文評論：“該實驗實現為理解和展示量子化學的一個最深遠和最令人吃驚的預言邁出了重要的一步，并可以作為未來量子網路的一個強悍的基本單元”。
該論文發表后，第一時間遭到了英國《科學新聞》（News）和法國數學學會新聞網站World等多家國際媒體的報導，稱“該工作除了為提高量子熱學基礎問題的理解邁入了關鍵一步，也將在未來量子計算機的研發中飾演重要角色”。
應用：謝耳朵的困局還很遙遠
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看過《生活大爆燃》的讀者可能還記得，謝耳朵以前在劇中提到過頓時聯通（）的倫理問題：假若我還能在此地被搗毀，之后在異地重建，這么使用了不同原子重建的我，還是我嗎？
暫時還不用擔憂。中科大的這項研究距離宏觀物體的遠距傳輸還差的很遠，其應用主要在于量子通訊。在無線通訊中，倘若直接使用二補碼編碼會導致嚴重的偏差，因而在數字通訊中，人們還須要進行更復雜的編碼。同樣，從單自由度傳輸到多自由度傳輸的進步，對量子通訊的實用化意義重大。