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码报:【j2开奖】讲真,量子隐形传输与“瞬间移动”毫无关系(2)

时间:2016-09-22 11:21来源:118论坛 作者:118开奖 点击:
我们不能够直接从该“抽象球体”上直接读取该点(光子)的状态,因为量子粒子的测量结果仅能够提供有限的信息。就一个处于未知状态的光子而言,我

  我们不能够直接从该“抽象球体”上直接读取该点(光子)的状态,因为量子粒子的测量结果仅能够提供有限的信息。就一个处于未知状态的光子而言,我们不能问球体上该状态的“坐标”是什么。相反,必须采用一种测量方法才能确定该状态的坐标。一个尤为重要的问题是:这个光子的极化方式是什么,垂直式或水平式?运用这种测量方法将获取一种结果,或者能够获取另一种结果,但是获取另一种结果的概率是由光子所处状态的垂直和水平偏振态共同决定的。不过,运用这种测量方法不能得出该状态的相位。测量光子的状态将导致原有状态发生改变,光子的状态将偏向一个极,完全呈水平偏振态或垂直偏振态。根据量子理论,打乱光子原有的状态是不可避免的。

  

码报:【j2开奖】讲真,量子隐形传输与“瞬间移动”毫无关系

  运用“布洛赫球”上的一个点的“坐标”描述单个光子的状态。该点的纬度(角θ)决定水平极化和垂直极化两者间的平衡状态。经度(角ψ)没有对应的经典类比量,但是会产生许多不可思议的量子影响。

  倘若不能够精确地测量光子的状态,有将如何实现量子隐形传输?

  要实现量子隐形传输需要更多的光子,这又体现了量子力学不可思议的一面。两个光子可以用一种微妙的联系连接在一起,我们称之为“纠缠度量”。当两个光子“纠缠”在一起时,每一个光子的状态是完全不确定的,但是,两个光子的状态是紧密联系在一起的。因而,在我们的抽象球体上,每一个光子所处的位置依然是完全不确定——可以毫不夸张地讲,一个光子在不同的状态将指向任意一个方向。尽管存在这种不确定性,两个光子所处的状态能够紧密联系在一起,因而其量子态是完全相同的。也就是说,如果我们测量一个光子所处的状态,最终将导致其原始量子态发生变化,根据上述分析,我们会知道,不论两个光子相距多远,第二个光子的量子态将立即随第一个光子的量子态同步变化。对于量子隐形传输来讲,这种类型的光子对极为重要。

  下面我们来介绍量子态紧密相联的光子对是如何实现量子隐形传输的。假定有两个人,分别命名为Alice和Bob,另外还有第三个人Charlie处于Alice与Bob之间。Alice准备传输一个光子,即她把这个光子定位于抽象球体的一个点上,通过光学纤维将光子传送给Charlie。与此同时,Charlie准备好一对相互“纠缠”的光子。他保留其中一个光子,将另一个光子传送给Bob。

  现在我们来看一下两个相互“纠缠”的光子是如何实现量子隐形传输的。当Charlie接收到Alice的光子,他可以收下这个光子,并在自己保留的光子和来自Alice的光子之间构建一种特殊的“联合”测量方法。由于量子测量将改变光子的原始状态,Charlie的测量实质上将强制性地把这两个光子置于一种相互“纠缠”的状态。(Charlie的测量实质上提出这样一个问题:这两个光子是处于一个特殊的相互“纠缠”的状态,还是处于一个互补的状态?)

  一旦Charlie用这种“纠缠度量”来测量两个光子的状态——来自Alice的光子与他从原始“纠缠”光子对中保留的光子,一件令人吃惊的事情将要发生了。由Charlie传送给Bob的光子立即还原Alice原来拥有的光子的量子态。也就是说,Alice的光子在球体上的坐标已经被隐形传输给Bob的光子,即使Bob离Charlie的距离有几公里远。

  但是为什么会出现这种现象?

  实验结果在很大程度上依赖于“纠缠度量”内在的联系。此外,为了弄清楚:为什么Alice光子的量子态最终迁移到Bob光子上,我们最好还是回过头来,好好思考这个数学问题。一旦我们熟悉这种测量方法,任意一个学习过高中代数的人都会做这种计算。

  难道物理学家的工作真的这么简单吗?

  与上述讲到的数学算法唯一不同的是,物理学家在实验中要保证两个光子的基本状态所到达的时间稍微不同,而不是极化状态不同。实验的难点在于:要确保传送给Bob的两个光子到达的时间大致相同,而且颜色和极化状态都要相同,否则,实验将不能成功进行。要在如此远的空间内实现隐形传输,这些将是技术层面的挑战。

  那么量子隐形传输将会带来什么裨益?

  即使上述分析有些抽象,量子隐形传输可以用于建立量子互联网。量子互联网将会与我们现在的互联网一样,不过,能够允许用户传输量子态,及量子态所包含的信息,不用传输经典信息,传输所耗费的时间为0秒到1秒之间。

(责任编辑:本港台直播)
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