Ted talk · Section 4
我们能传送吗
无线传输会成为可能吗？ 一个棒球是否有可能转变成一道电波，
Level: HSK6 · 97 sentences
Transcript
- 无线传输会成为可能吗？
- 一个棒球是否有可能转变成一道电波，
- 穿过高楼，
- 弹过转角，
- 再变回原样吗？
- 可能有些奇怪，多亏了量子力学， 答案可能确实是“是”。
- 可能吧。
- 秘密在此。
- 棒球本身不能被电波传输，
- 但是它的所有信息可以。
- 在量子物理中，原子和电子
- 被解释成一族特性的集合，
- 譬如，位置，
- 动量，
- 以及特性自旋。
- 这些特性的值确定了一个粒子，
- 给了它量子态特征。
- 如果两个电子有相同的量子态，
- 那么它们就是相同的。
- 字面意义上，棒球可以由形成它的原子的
- 一系列量子态所确定。
- 如果可以再波士顿读取这量子态信息，
- 并且将它发往全世界，
- 那么在班加罗尔，拥有相同化学元素的原子
- 可以接收，刻入这些信息，
- 被小心的组装，
- 变成一模一样的棒球。
- 但这有一个问题。
- 量子态不容易测量。
- 量子物理中的测不准原理
- 说明不能同时测量
- 一个粒子的位置和动量。
- 测量电子准确位置的最简单方法
- 需要散布光的粒子，即光子，
- 并在显微镜下收集光子。
- 但是这种散布以一种 不可预测方式改变了电子的动量。
- 我们失去了之前关于动量的全部信息。
- 某种意义上来说， 量子信息是脆弱的。
- 测量这种信息会改变它。
- 所以我们如何传输那些
- 不能完全被我们读取的东西而不毁坏它呢？
- 可以在量子缠结的奇怪现象中找到答案。
- 自量子物理形成以来，量子缠结就是古老的谜题，
- 而且仍没有完全解释。
- 缠结两个电子的自旋可以形成
- 超过距离的影响。
- 测量第一个电子的自旋
- 决定第二个电子会测出什么样的自旋，
- 不论这两个粒子是距离一英里还是一光年。
- 然而，第一个电子的量子态信息，
- 即一个量子位的数据，
- 可以不通过中介传递影响另一个电子。
- 爱因斯坦和他的同事称这种奇怪的通信为
- 鬼魅似的远距作用。
- 尽管似乎两粒子之间的缠结
- 会于空间中在它们之间 立刻传输一个量子位，
- 但这中间有个问题。
- 这种交互必须在很近的发生。
- 两个电子必须很近的进行缠结，
- 然后其中一个才可以移到新的地方。
- 本身来看，量子缠结不是无线传输。
- 为了完成无线传输，
- 我们需要数字信息来 帮助在接收端解读量子位。
- 测量第一个粒子产生了两比特数据。
- 这些数字比特必须通过传统渠道运输，
- 受制于光速，电波，微波，还可能有光纤。
- 当我们为获得数字信息测量了一粒子，
- 我们便破坏了它的量子信息，
- 这意味着棒球必须在波士顿消失，
- 才能被无线传输到班加罗尔。
- 多亏了测不准原理，
- 在两城市间可以无线传输棒球的信息，
- 而且还不会重复它。
- 所以理论上说，我们可以无线传输物体， 甚至人类，
- 但是目前未知，我们还不太可能 测量大型物体里面
- 千千万万的原子的量子态，
- 并且在别处复制它们。
- 这项任务的复杂程度和 所需能量是天文级的。
- 现在，我们可以有保障的 无线传输单个电子和原子，
- 这会形成将来量子计算机的
- 超级安全数据加密。
- 量子传输的哲学内涵是微妙的。
- 无线传输的物体不像有形物体一样
- 在空间中传输，
- 也不像无形信息一样在空间中传输。
- 它看上去两者皆有。
- 量子物理给我们提供了一个 奇怪的全新视角，
- 即我们的宇宙中所有的物质 都是脆弱信息的集合。
- 而量子无线传输展示了新的方法 来影响这种脆弱性。
- 记住，永远不要说永不。
- 通过一个多世纪，
- 人类已经由在原子层面上
- 对于电子行为不太确定的认识，
- 发展到可以在房间里可靠的无线传输它们。
- 在1000年，甚至10000年里，
- 我们会见证对这种现象什么样的技术运用？
- 只有时间和空间会揭开答案。