量子隱形傳態(tài)新突破：中國(guó)科學(xué)家將傳輸距離擴(kuò)展到10英里

量子隱形傳態(tài)研究取得了一項(xiàng)最新的里程碑式的進(jìn)展，或者我們應(yīng)當(dāng)說(shuō)，取得了10英里的里程碑式進(jìn)展：中國(guó)科學(xué)家最近成功地在一個(gè)距離接近10英里的自由空間里，實(shí)現(xiàn)了信息在光量子之間的“隱形傳輸”，這是一個(gè)前所未有的長(zhǎng)度。完成這一壯舉的研究者特別指出，這使得我們離不借助傳統(tǒng)信號(hào)而直接進(jìn)行信息交流的目標(biāo)又近了一步；而且他們所實(shí)現(xiàn)的10英里的距離能夠跨越地球表面與太空之間的距離�！咀g注：10英里的里程碑，原文為ten-milestone，這一表達(dá)首先可理解為非常重大的突破，同時(shí)還可理解為研究者所實(shí)現(xiàn)的10英里“隱形傳輸”的距離，達(dá)到了一語(yǔ)雙關(guān)的效果�！�

“量子隱形傳態(tài)”（Quantum Teleportation）與很多人想象中的隱形傳輸還具有很大的差異。量子隱形傳態(tài)涉及到兩個(gè)物質(zhì)之間的“糾纏”，比如光量子或者離子，它們的狀態(tài)彼此相互依存，每一個(gè)物質(zhì)都能夠被另一個(gè)物質(zhì)的狀態(tài)所影響；而不是拿起一個(gè)物體，然后它出現(xiàn)在其他別的地方。

當(dāng)兩個(gè)物質(zhì)中的一個(gè)被遣送一段距離時(shí)，兩個(gè)物質(zhì)間的“糾纏”使得其中一個(gè)物質(zhì)狀態(tài)的改變能夠同時(shí)引起另一個(gè)物質(zhì)狀態(tài)的改變，最終實(shí)現(xiàn)了量子信息——即便不是物質(zhì)——的“隱形傳輸”。然而，這兩個(gè)粒子之間的距離目前一直被限制在僅僅幾米之內(nèi)。

之前當(dāng)研究者使光量子在光纖通道中傳輸，以幫助保存它們的狀態(tài)時(shí)，也僅僅只實(shí)現(xiàn)了幾百米距離之內(nèi)的“隱形傳輸”。但是在現(xiàn)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究者最大限度地拉大了兩個(gè)光量子之間的“糾纏”距離，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)研究者同時(shí)使用了光量子的三維空間模態(tài)和偏振模態(tài)，然后在一個(gè)具有10英里長(zhǎng)自由空間的通道里傳送其中一個(gè)能量更高的光量子。他們發(fā)現(xiàn)被傳送出去的距離遙遠(yuǎn)的光量子，即便在這樣一個(gè)前所未有的遙遠(yuǎn)距離上，仍然能夠?qū)λ麄児潭ㄆ饋?lái)的光量子的狀態(tài)變化做出反應(yīng)。

不過(guò)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)光量子的遠(yuǎn)距離“隱形傳輸”，只是朝開發(fā)有應(yīng)用價(jià)值的程序的目標(biāo)邁出了一小步。光量子在傳輸信息方面效果很好，但是它在允許進(jìn)行操作這一方面表現(xiàn)得卻沒(méi)有離子那么好，允許進(jìn)行操作是加密學(xué)所需要的。研究者同時(shí)還能夠使遠(yuǎn)距離“隱形傳輸”的精確度保持在89%——這個(gè)精確度對(duì)于信息而言足足有余，但是對(duì)于人體的全身隱形傳輸來(lái)說(shuō)還仍然不夠，而人體的全身隱形傳輸正是我們所有人所期待的。

這項(xiàng)研究是由中國(guó)科技大學(xué)（University of Scienceand Technology of China, Hefei）現(xiàn)代物理系微尺度物理學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與清華大學(xué)（Tsinghua University）物理系共同完成的，他們的論文發(fā)表在《自然-光子學(xué)》（NaturePhotonics）雜志上。