量子通信的奧秘-免費(fèi)閱讀
【正文】 這表明兩位科學(xué)巨人已把論戰(zhàn)提到了一個(gè)新的高度，其意義也更加廣泛和深遠(yuǎn)。量子力學(xué)的哥本哈根解釋己被絕大多數(shù)物理學(xué)家奉為正統(tǒng)解釋?？梢姡绻眠@套裝置來(lái)精確測(cè)定粒子的能量，就不能準(zhǔn)確控制粒子跑出的時(shí)間。他們檢查了愛因斯坦實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì) ，奮戰(zhàn)了一個(gè)通宵，終于找出了反駁愛因斯坦的辦法。愛因斯坦最后還著重表示，這一次實(shí)驗(yàn)根本不涉及觀測(cè)儀器的問題，沒有什么外來(lái)光線的碰撞可以改變粒子的運(yùn)動(dòng)。這次，愛因斯坦經(jīng)過(guò)三年的深思熟慮，秣馬厲兵，顯得胸有成竹，一開始便先發(fā)制人。有人在這篇文章發(fā)表后去訪問愛國(guó)斯坦，并向他指出，海森堡和玻爾所用的方法就是愛因斯坦1905年發(fā)明的。在本世紀(jì)兩位科學(xué)巨人論戰(zhàn)的第一個(gè)回合中，玻爾成功地守住了自己的陣地，但愛因斯坦并沒有服輸，他在1928年5月31日致薛定諤的信中說(shuō)：“玻爾、海森堡的綏靖哲學(xué)——或綏靖宗教——是如此精心策劃的，使它得以向那些信徒暫時(shí)提供了一個(gè)舒適的軟枕。因?yàn)閹茁矢拍钇鹪从谌藗儗?duì)賭博擲骰子的研究，所以他開玩笑地對(duì)玻爾等人說(shuō)：難道你們真的相信上帝也會(huì)擲骰子來(lái)行使他的權(quán)利嗎？玻爾也客氣地回敬道：當(dāng)你用普遍的言語(yǔ)來(lái)描述神的旨意時(shí)，你難道不認(rèn)為應(yīng)當(dāng)小心一點(diǎn)嗎？這句話暗示了根據(jù)傳統(tǒng)的哲學(xué)觀點(diǎn)和日常的習(xí)慣語(yǔ)言是無(wú)法確切描述量子現(xiàn)象的。據(jù)海森堡后來(lái)回憶，這樣的討論往往從早上開始，愛因斯坦在吃早飯時(shí)告訴玻爾等人他夜里想出來(lái)的新思想實(shí)驗(yàn)?！币虼耍麑?duì)測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系和量子力學(xué)的幾率解釋極為不滿，認(rèn)為這是由于量子力學(xué)主要的描述方式不完備所造成的，從而限制了我們對(duì)客觀世界的完備認(rèn)識(shí)，因此只能得出不確定的結(jié)果。于是埃倫菲斯特跑到講臺(tái)前，在黑板上寫下了圣經(jīng)上的一句名言：“上帝真的使人們的語(yǔ)言混雜起來(lái)了！”這句話指的是混雜的語(yǔ)言妨礙了建筑巴比倫塔的典故。后來(lái)，會(huì)議主席洛倫茲要求玻爾發(fā)言，談?wù)勊目捶?。由于愛因斯坦一直?duì)量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)解釋感到不滿，他曾在半年多以前（1926 年12 月 4 日）寫信給玻爾道：“量子力學(xué)固然是堂皇的。由此可以推測(cè)任何未知信號(hào)的傳輸速率至少是光速的10000倍。過(guò)去的很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了量子糾纏現(xiàn)象的存在，那么量子糾纏現(xiàn)象中遠(yuǎn)距離粒子之間的相互影響是如何產(chǎn)生的呢？科學(xué)家們解釋說(shuō)，糾纏態(tài)的物體釋放出某種隱藏的高速信號(hào)，從而對(duì)其伙伴產(chǎn)生影響，實(shí)際上，已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)了隱藏信號(hào)的存在，而且這種未知信號(hào)的傳輸速率可能會(huì)比光速還要高。2009年9月，潘建偉的科研團(tuán)隊(duì)正是在3節(jié)點(diǎn)鏈狀光量子電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建成了世界上首個(gè)全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語(yǔ)音量子保密通信。宰林格正在打造一個(gè)人造衛(wèi)星，用于產(chǎn)生糾纏光子，接收信息并對(duì)信息編碼，之后再將編碼的信息反射回來(lái)，以建立全球量子通信網(wǎng)絡(luò)。這標(biāo)志著無(wú)法偷聽的量子編碼通信可望通過(guò)人造衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)。 注：誘騙態(tài)量子密碼方案量子密碼為兩個(gè)遙遠(yuǎn)的用戶之間建立隨機(jī)、保密且無(wú)條件安全的量子密鑰提供了一個(gè)強(qiáng)有力的工具。這便是量子密碼的起源。所以，利用量子的這一特性制作的密碼，從理論上講是一種最為安全的密碼。這是國(guó)際上首次在實(shí)驗(yàn)上成功地將一個(gè)量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。量子通信——以實(shí)驗(yàn)駁倒愛因斯坦所謂量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域?！瘣垡蛩固购筒柺?0世紀(jì)兩位最偉大的物理學(xué)家，他們都為量子理論的建立做出了奠基性的貢獻(xiàn)。尤其是20世紀(jì)二、三十年代，愛因斯坦和玻爾之間的“物理學(xué)靈魂的論戰(zhàn)”引發(fā)了無(wú)數(shù)科學(xué)家對(duì)“量子糾纏”現(xiàn)象的研究，從而點(diǎn)燃了量子通信的星星之火。他拿起來(lái)看了看，臉上露出孩子般頑皮的微笑——這回他終于可以戰(zhàn)勝老對(duì)手玻爾了。盡管愛因斯坦最早注意到微觀世界中這一現(xiàn)象的存在，但卻不愿意接受它，并斥之為“幽靈般的超距作用（spooky action at a distance）” 。愛斯派克特（Alain Aspect）和他的小組成功地完成了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了微觀粒子“量子糾纏”（quantum entanglement）的現(xiàn)象確實(shí)存在，這一結(jié)論對(duì)西方科學(xué)的主流世界觀產(chǎn)生了重大的沖擊。1993年，在貝內(nèi)特提出量子通信概念以后，6位來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家，基于量子糾纏理論，提出了利用經(jīng)典與量子相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)量子隱形傳送的方案，即將某個(gè)粒子的未知量子態(tài)傳送到另一個(gè)地方，把另一個(gè)粒子制備到該量子態(tài)上，而原來(lái)的粒子仍留在原處，這就是量子通信最初的基本方案。如果一枚旋轉(zhuǎn)著的硬幣是量子世界中一個(gè)物體，一旦你要復(fù)制它，勢(shì)必要對(duì)它進(jìn)行測(cè)量，這種外來(lái)的行為就會(huì)改變它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。他建議使用量子信息建立一種無(wú)法復(fù)制的量子貨幣，并寫了一篇文章，投到一個(gè)雜志，那個(gè)雜志的編輯認(rèn)為這個(gè)年輕人簡(jiǎn)直就是胡思亂想，于是把稿子退了回去。2003年，Hwang提出了基于誘騙態(tài)的量子密鑰分發(fā)的思想，利用強(qiáng)度不同的弱相干態(tài)光源抵抗分束攻擊。太空中的量子通信2008年，在《新物理學(xué)》（New Journal of Physics）雜志上，一支意大利和奧地利科學(xué)家小組宣布，他們首次識(shí)別出從地球上空1500公里處的人造衛(wèi)星上反彈回地球的單批光子，實(shí)現(xiàn)了太空絕密傳輸量子信息的重大突破。為證實(shí)地面能觀測(cè)到從軌道衛(wèi)星上發(fā)送回來(lái)的光子，此研究小組從意大利馬泰拉（Matera）激光測(cè)距天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡向阿吉沙（Ajisai）人造衛(wèi)星發(fā)射出一束普通的激光。2003年,韓國(guó)、中國(guó)、加拿大等
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