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中国科学家完成“天方夜谭”式实验:不传输粒

发布时间:2017-12-30

  中国科学家完成“幻想”实验:量子通信可以实现无颗粒的转移

  [每日科技网]要体验日常生活,任何信息的传递都需要通过物理载体,如字母,电磁波,甚至目前比较火力的量子通信,还需要量子传递。然而,四年前国际量子光学专家M. SuhailZubairy开创了一个脑洞,提出了一种与人类日常生活中所建立的直觉相反的直接量子通信计划,即不传递任何粒子把信息传递出去,没想到中国科技大学教授潘建伟和他的同事彭成志,陈玉涛与清华大学的马雄峰合作,完成了这个自相矛盾的实验,把不可思议的变成了科学的现实。实验室内双方粒子之间没有物理交换,图像信息成功传输,发表在国际权威学术期刊“国际权威学术期刊”上,发表在“利用量子实现量子直接反量子通信”芝诺效应“,量子芝诺效应的名字来自t他是由古希腊数学家芝诺提出的飞碟的不动的悖论。这个悖论说,在空中飞行的箭头其实并没有移动。因为箭在每个时刻都应该是静止的,那么无数的静止组合应该是静止的。这个结论显然不是在古典世界中确立的,这是一个逻辑上的悖论。但在量子力学中,如果不断观察到不稳定的量子系统,则其状态会被冻结到一个稳定的状态,而不会随着时间的推移而发生变化。这是量子芝诺效应。量子Zeno效应有一个非常具象而不是完全准确的例子:一个人会睡觉,如果另一个人不断问他是否睡着了,那么设想睡觉的人不会再睡了。量子Zeno效应是反事实量子通信的基础。反事实量子通信是指量子态的双方之间的通信,可以传输而不需要任何量子或经典粒子。为了确保这个过程,还需要在通信双方之间建立一个量子信道,通过这个信道传输的概率将一直保持在非常低的水平。如果一个粒子在通道中检测到通道,则有必要丢弃结果,重新建立或发送一个新的系统。研究人员需要部署一系列嵌套的光学干涉仪来实现这种传输。理论物理学家提出的反事实直接量子通信的原始方案需要无限多的干涉仪,这在实际科学实验中显然是不可能的,这就是为什么实验物理学家最初认为是不可能的。潘建伟团队认真分析和完善了原有的方案,使得反事实上的直接量子通信得以实现。一方面,通过使用单光子源,可以用更少的干涉仪获得完整的反事实性;另一方面可以用光子到达时间的被动屏蔽替代原有解决方案中的高速有源光开关。该研究小组利用先进的相位稳定技术,实现了技术上的突破,实现了串联的复杂嵌套和单光子干涉仪,成功传输了100kbit中国结图片,传输精度达87%。相比之下,我们所知道的量子隐形传态的传统量子通信仍然或多或少地需要粒子的传输。量子隐形传态是基于量子纠缠的纠缠,纠缠量子首先准备在一起,然后发送到两端,他们的交流就开始了。另外,虽然粒子可以长距离缠绕,但是它们仍然需要光子在两个粒子之间传播。量子反实际传输是基于光传输和通信的阶段,这种交流,光强不再重要。而且由于沟通双方之间没有粒子传播,这也使得窃听也变成了被动的水,没有一棵树。因为这种技术可以用非常微弱的光线来实现成像,也可以用来对一些脆弱的图像进行成像,有利于对文物的保护和研究。这项工作是量子通信领域的一个新尝试。潘建伟团队的探索,让人们对量子力学有了更深的认识。这项工作由美国国家科学院院刊的审稿人审阅,作为量子Zeno效果沟通的新颖实现,非常有趣和及时。这项工作是由英国物理学会网站,“科学美国人”,物理网络等国际权威媒体报道的。相关链接量子Zeno效应的物理解释考虑一个系统,在一次测量后获得该测量的本征态A.在测量之后,系统可以自由演化并且可以演化为另一个本征态B,因此在下一次测量之前,系统处于A和B的叠加,并且系统处于B状态的概率随着时间。在大量测量和短测量时间的限制下,系统将被冻结到状态A.研究小组成功传输了100个100像素的中国结图像,正确的传输率达到了87%。

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2017-12-30

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