科普一下在科幻电影里的从未正视的技术：量子通信

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mashuquan123

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TA的每日心情

	奮斗 2024-1-17 08:18

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電梯直達

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發表於 2015-8-2 18:33:23 |只看該作者 |正序瀏覽

在比思里也逛了好久了，也偶尔看看自然科学板块，今天突然闲着无聊，想给大家分享一下楼主本专业的前沿课题，给大家科普一下科幻般的量子通信技术。
不知道大家在看过星际迷航（或者星球大战之类）的科幻大作时，是否对超光速的曲率飞行印象深刻，其实我对相对论里的利用虫洞进行超光速飞行并不感冒，只要能量足够广义相对论允许空间跳跃。不过我一直有个疑问：一下子飞出几十光年之外，那通信怎么办?要知道，人类现在利用的通信不管无线还是有线基本上都是电磁波通信，而要和飞出几十光年之外的飞船保持通信，抱歉，隔代交流来完成吧。。。不得不说，这在所有的科幻小说里都闭口不谈，貌似就在光年之外的飞船与地球通信时还保持在“即时”通信，实际上无论再怎么改进电磁波通信也无法实现星际间通信，因为它本身就无法逾越光速的屏障。打个比方，在二维平面世界里的人看三维空间球体时，永远都是一个圆形，不会体会到球体的概念，无论做什么都于事无补。
或许你还在想，人类离飞出光年之外的世界还早得很，不过回过头来回想一下刚飞掠过冥王星的新视野号吧，与地面的通信延迟达到4个半小时，双方交流一次起码需要九个小时，还有前段时间炒的沸沸扬扬的火星移民计划，设想一下，如果你和火星上的基友一起打dota。。。好吧，十几分钟的延迟（这是无法改变的！）能让你砸键盘了。所以，随着人类的足迹一点点儿的扩大，这些问题正逐步的引起科学家的重视。理论上只有掌握了恒星际快速通信的技术，人类才能真正实现星际旅行，否则即使在太阳系外建立了几个殖民地，相互之间由于通信的阻隔，随着时间的推移很快就互相孤立，人类文明是无法得到延续的。
而解决这一切难题的，目前看来只有量子通信才能胜任。那么，究竟量子通信到底是怎么一回事儿呢？其实量子通信运用的原理就是量子力学中量子纠缠原理（好吧不是物理专业的同学估计没人知道这是什么鬼），这个原理的发现还要追溯到伟大的爱因斯坦所提出的EPR谬论，该谬论是说，依据量子力学，当两个处于纠缠态的粒子，无论分隔开多远，只要对其中一个粒子做操作，另一个会立刻做出反应（理论上没有上限，即便一个在仙女座星系，一个在银河系），是不是开始觉得这就是在扯蛋？确实，爱因斯坦也认为是在扯蛋，要知道相对论指出没有超光速的东西存在，现在来一个无上限的速度?真让人笑掉大牙，所以爱因斯坦称之为“鬼魅的”超距作用，然而就在爱因斯坦去世后，1982年，法国物理学家Alain Aspect和他的小组成功地完成了一项实验，证实了微观粒子“量子纠缠”的现象确实存在，证实了爱因斯坦的幽灵——超距作用的存在，证实了任何两种物质之间，不管距离多远，都有可能相互影响，不受四维时空的约束，宇宙在冥冥之中存在深层次的内在联系。而后，量子通信的概念逐步进入科学家的视线，在这儿值得一说，中国科学技术大学的量子通信技术走在了世界的前沿（话说楼主当年想要报考这方面的研究生，结果实力不够啊）。现在量子通信还是仅仅停留在实验室阶段，且可以操作的粒子数少得可怜，而且保存和量子编码技术也仍未完善，量子通信需要走的路还很长，不过据乐观估计，本世纪末量子通信可能开始登上历史舞台，或许22世纪才是量子通信大放光彩的时候吧，各位，是不是觉得很想体验一下真正的”无极限“速度呢？

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