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“利来国际最老牌网站”不传输粒子实现量子通信科学家完成“天方夜谭”实验

作者:利来国际最老牌网站 时间:2021-03-07 14:47
本文摘要:研究小组顺利传输了一张100100像素的中国结照片,传输准确度超过87%。从日常生活的经验来看,所有信息的传输都要通过物理载体(如信、电磁波等)进行,甚至现在比较“火”的双边通信也要通过量子传输。然而,国际著名量子光学专家M. Suhailzubairy团队明确提出了“反射室必需量子通信”方案,这与4年来人们日常生活构成的直观理解背道而驰。 也就是说,在不发送粒子的情况下,可以传递信息。听起来不奇怪吗?

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研究小组顺利传输了一张100100像素的中国结照片,传输准确度超过87%。从日常生活的经验来看,所有信息的传输都要通过物理载体(如信、电磁波等)进行,甚至现在比较“火”的双边通信也要通过量子传输。然而,国际著名量子光学专家M. Suhailzubairy团队明确提出了“反射室必需量子通信”方案,这与4年来人们日常生活构成的直观理解背道而驰。

也就是说,在不发送粒子的情况下,可以传递信息。听起来不奇怪吗?令人惊讶的是,中国科技大学教授潘建伟和他的同事彭承智、陈友五等人与清华大学马雄峰合作完成了这一“天皇夜谈”式的实验,并将不可思议的变成了科学现实。实验室的通信双方之间没有实物粒子的交换,视频信息顺利传输。

论文成果以《利用量子芝诺效应构建必要反事实量子通信》为题,在国际权威学术杂志《美国科学院院报》上公开。量子吉诺效应的名字来自古希腊数学家吉诺明确提出的“箭不动”悖论。这个悖论说,在空中飞行的箭只是运动。箭每时每刻都要惯性,所以很多惯性的人造都要惯性。

这个结论在古典世界似乎是非正式成立的,是逻辑悖论。但是,如果在量子力学中持续观察到不稳定的量子系统,其状态不会变成一种正态,而是随着时间的推移演化成另一种状态。这是“量子吉诺效应”。

非常形象,但几乎准确的例子是比喻“量子吉诺效应”。可以想象,一个人要睡觉,旁边的别人大声告诉他不能睡觉,那么想睡觉的人也不能睡觉。量子吉诺效应其实是助长量子通信的基础。

反事实量子通信意味着,为了建立量子状态的传输,不需要量子或经典粒子的传输。为了确保这一过程,通信各方之间必须生成双边通道,粒子通过该通道传输的概率仍然很低。如果在通道中检测到粒子通过,则必须废弃、新建或发送到新系统。

研究人员需要放置一系列嵌套的光学干涉仪来构建这种传输方式。理论物理学家明确提出的“反射室必需量子通信”的完整方案是拒绝无限数量的干涉器,在现实科学实验中似乎是不可能的。

这就是为什么实验物理学家开始指出不能建设的原因。潘建伟团队通过对整个方案的仔细分析和改善,建立反射室所需的双边通信。另一方面,如果用于单光子源,则在更多的干涉仪数中几乎可以获得反射性。

另一方面,用被动检查光子到达时间的战略来代替原始方案中的高速活动光电源等。研究小组为尖端设备的振幅稳定技术构建了技术突破,首次构建了简单的叠加及串联连接的单光子干涉仪,顺利传输了一张100100像素的中国结照片,传输精度超过87%。相比之下,我们理解的现有量子通信,即量子隐形传输,在一定程度上仍然需要粒子的传输。

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量子隐形传输以量子的纠缠特性为基础,处于纠缠状态的量子必须先一起拿出来,分别传输到两端,才能开始通信。此外,粒子可以远距离纠缠,但光子必须在两个粒子之间传播。量子反射室传输以“光的振幅”为基准展开传输通信方式,在这种通信方式中,透射仍然是最重要的。

而且,由于通信双方之间没有粒子的传输,监听也变成了被动的水、无本木。因为这种技术可以利用非常暗的光线制造光学,对弱小的文物展开光学,不利于文化遗产的维护和研究。这项工作是双边通信领域的新尝试。潘建伟团队的探索给了人们更好地解释量子力学的机会。

该工作被《美国科学院院报》的评委们评论说:“利用量子吉诺效应作为通信的崭新构建”和“非常有趣和及时”。这项工作得到了英国物理学会网站、《科学美国人》、物理学家网等国际权威媒体的专题报道。量子zino效应的物理解释是,在一次测量后得到此次测量的本态A后,系统权利可以演化成其他静态B,因此,在下一次测量到来之前,系统处于A和B的转换状态,系统处于B状态的概率会随着时间线性减少。(约翰肯尼迪,北方执行(美国电视),北方执行(美国电视))在大的测量数和短的测量时间的允许下,系统不会以A状态“无效”。


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