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中科大潘建伟项目组实现量子瞬间传输技术重大突破(转载)

归档日期:07-25       文本归类:导弹核武器      文章编辑:爱尚语录

  今年2月26日,《自然》杂志发表封面文章,介绍了中国科技大学潘建伟项目组的“多自由度量子体系的隐形传态”研究。通俗地说,这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态,从而开启了物体瞬间传输技术的大门。

  5日的政协小组会上,全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究:“从合肥带到北京一个保险箱,钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙,告诉我;我在北京复制它。”

  经典剧集《星际迷航》中的瞬间传输装置举报1楼埋红包点赞楼主:zjy1387时间:2015-03-06 13:29:31理论基础:量子纠缠

  要想弄清楚“量子隐形传态”的原理,就绕不开“量子纠缠”的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现,处于特定系统中的两个或多个量子,即使相距遥远也总是呈现出相同的状态,当其中一个量子状态改变时,其他量子也会随之改变。

  爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”,不过观察者网曾经报道,科学家如今认为,量子纠缠其实也是需要信道的,潘建伟教授的项目组2013年也测出,量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。

  这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下,带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制,因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”,量子在一个地方神秘地消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方神秘地出现。

  但想测量一下光子,再让远方复制,实现起来是非常困难的。由于太小,光子“一触而溃”,再精细的测量也让它面目全非。

  中科大网站介绍说,1997年,国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证,该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。

  然而,以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限,即只能传输单个自由度的量子状态,而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质,即使是一个最简单的基本粒子,如单光子,它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。

  潘建伟对科技日报介绍说:“测量一个自由度,不干扰其他自由度,很困难。好比测量身高,尺子一拉,体重就受了影响。”

  中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”。经过多年艰苦努力,研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件,突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限,搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台,从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。举报2楼埋红包点赞楼主:zjy1387时间:2015-03-06 13:30:02据中科大新闻网报道,该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价,他们一致称赞该工作“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”、“非常有趣,意义重大,且具有极其苛刻的技术难度”。

  由于该成果的重要性,《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的“新闻视角”(News and Views)栏目撰文评论:“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”。

  该论文发表后,第一时间受到了美国《科学新闻》(Science News)和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道,称“该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步,也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色”。

  看过《生活大爆炸》的读者可能还记得,谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动(teleportation)的伦理问题:如果我能够在此地被摧毁,然后在异地重建,那么使用了不同原子重建的我,还是我吗?

  暂时还不用担心。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远,其应用主要在于量子通信。在无线通信中,如果直接使用二进制编码会造成严重的误差,因此在数字通信中,人们还需要进行更复杂的编码。同样,从单自由度传输到多自由度传输的进步,对量子通信的实用化意义重大。举报3楼埋红包点赞作者:意难忘掌心沙01时间:2015-03-06 13:32:10那只是类似3d打印的复制,复制和移动剪切还是有本质区别的举报4楼埋红包点赞作者:北魏杨大眼时间:2015-03-06 13:37:39这是要出高铁终极版本吗?颤抖吧!航空业!

  来自5楼埋红包点赞作者:巫妖lqqm时间:2015-03-06 13:48:56太早了。从第一只二极管被发明,到现在都一百多年了,信息时代才刚刚开始。你我有生之年不会看到所谓的瞬间传送的。

  多量子自由度信息传输包含了太多普通人理解不了的新技术突破。你说的这就是个类似3D打印的复制,是因为你并不了解量子力学中单个量子自由度测量一直受不确定原理的限制,即你测量了单个量子的动量,便失去了它的位置的准确信息。

  老潘举的例子为了能让普通民众理解,而不是十分恰当。也许很多人听了认为这么麻烦做什么,发个结构图找个街头配钥匙的就把事办了。

  他的钥匙是量子尺度的!以前的认知是每一个自由度的测量都会改变钥匙其他自由度的属性,换句话说,以前的技术你越测量它,它离本来面目越远,你也就永远打不开保险箱了,量子通信加密原理也是基于这个道理。

  多量子自由度同步测定而又不改变其他自由度属性(我估计是尽量少的改变或者将改变分流到次要部分了,一点都不改变是不符合理论要求的)传输的意义,那些国外杂志对其评价一点都不过分,尤其是量子计算机方面的技术突破,这可以算重要一步吧。举报7楼埋红包点赞作者:我从未时间:2015-03-06 14:05:26凭着这个,潘建伟可不可以获得诺贝尔奖?举报8楼埋红包点赞作者:顽石愚木时间:2015-03-06 15:29:58诺贝尔奖其实跟真实水平没多少关系。举报9楼埋红包点赞作者:开张天岸马时间:2015-03-06 16:10:41不懂。等举报10楼埋红包点赞作者:张修远时间:2015-03-06 16:22:14@我从未 2015-03-06 14:05:26

  第一,潘教授他们的团队在该领域进度世界第一,他们的理论支持、实验过程和参数应该是一定密级的材料,不知道是否愿意向评委会公开,也许获得诺贝尔奖并不需要完全公开,但是即使公开一部分,是否会造成泄密,这些我们不太清楚。

  第二,客观来说,诺贝尔奖的授予原则,是对人类的各个领域发展进步做出重大贡献,潘教授团体的科研成果尚未能以阶段性成品展现出对人类社会造成的影响,或者即将造成的影响。

  第三,诺贝尔自然科学奖项确实对中国大陆不太友好,事实上中国不止潘教授团队这一领域世界领先,但那边迟迟不肯开这个先河,也不是说评委会都对中国有意见,必须得承认欧美有些科学家是具备公平公正这一素养的,但西方政界始终不希望评委会对中国任何一点自然科技进步,授予诺贝尔奖以表示肯定。也许是担心这会造成他们目前至少存在于心理上的,面对中国的科技优势大坝,一溃千里;而且同样担心抬高中国大陆在科技进步的声望,会造成世界有影响力的科学家流向中国。

  我相信在2020年左右,肯定会拿到诺贝尔自然科学奖项,复杂点的原因就不说了,简单点的原因,大家可以尝试猜一猜,与我国的某项成果有关,各种媒体上的宣传也不少。

  第一,潘教授他们的团队在该领域进度世界第一,他们的理论支持、实验过程和参数应该是一定密级的材料,不知道是否愿意向评委会公开,也许获得诺贝尔奖并不需要完全公开,但是即使公开一部分,是否会造成泄密,这些我们不太清楚。

  第二,客观来说,诺贝尔奖的授予原则,是对人类的各个领域发展进步做出重大贡献,潘教授团体的科研成果尚未能以阶段性成品展现出对人类社会造成的影响,或者即将造成的影......

  潘一直住在德国的举报13楼埋红包点赞作者:hh282902647时间:2015-03-06 16:27:44柴静问能治雾霾么,不能治就淘汰掉,因为你们已经给这个地球留下千疮百孔

  第一,潘教授他们的团队在该领域进度世界第一,他们的理论支持、实验过程和参数应该是一定密级的材料,不知道是否愿意向评委会公开,也许获得诺贝尔奖并不需要完全公开,但是即使公开一部分,是否会造成泄密,这些我们不太清楚。

  第二,客观来说,诺贝尔奖的授予原则,是对人类的各个领域发展进步做出重大贡献,潘教授团体的科研成果尚未能以阶段性成品展现出对人类社会造成的影响,或者即将造成的影......

  第一,潘教授他们的团队在该领域进度世界第一,他们的理论支持、实验过程和参数应该是一定密级的材料,不知道是否愿意向评委会公开,也许获得诺贝尔奖并不需要完全公开,但是即使公开一部分,是否会造成泄密,这些我们不太清楚。

  第二,客观来说,诺贝尔奖的授予原则,是对人类的各个领域发展进步做出重大贡献,潘教授团体的科研成果尚未能以阶段性成品展现出对人类社会造成的影响,或者即将造成的影......

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