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浙报融媒体|我们可以穿越时空吗？神秘的量子力学告诉你( 二 )


按照这样的观点 ， 最后在屏幕上探测到光子的时候 ， 光子就会坍缩成一个点 ， 随机地出现在某个地方 。 在重复实验多次后 ， 我们会发现 ， 单光子像波一样 ， 是同时通过两条缝 ， 但是光子的位置是完全不确定的 ， 其出现在某个点的概率 ， 是由两个波函数相干叠加决定的 。
可以看到 ， 量子力学用波函数的形式解释了这一现象 。
“‘上帝到底掷不掷骰子’这个问题很重要 。 从某种意义上来说 ， 它跟人有自由意志与否 ， 是紧密相连的 。 ”潘建伟说 ， 因此 ， 如果上帝掷骰子 ， 人就可能还有一点自由意志；如果上帝不掷骰子 ， 我的命运和做什么事情 ， 都是方程决定的 。
浙报融媒体|我们可以穿越时空吗？神秘的量子力学告诉你
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我们可以穿越时空吗？
在近年来的许多穿越剧里 ， 我们经常可以看到这样的桥段：男主角或女主角借助量子力学的作用 ， 在某种神秘力量的裹挟下 ， 穿过时空隧道 ， 穿越到古代或现代 ， 并由此开启一段惊险奇幻的故事……
那么 ， 在现实的研究中 ， 量子力学又是否真的具备带人“穿越时空”的“魔力”呢？这就要说到量子纠缠 。
根据量子力学原理 ， 量子世界中的一只猫 ， 当我们没有去看这只猫时 ， 猫可以处于死和活状态的相干叠加 。 物理量的值不是预先确定的 ， 你去决定测量的时候才会决定它是什么性质；测量的结果是随机的 ， 也就是说观测者的行为会影响体系的演化；同时 ， 这也告诉我们 ， 对于单个量子的未知态我们是不能像手机一样里面的信息做简单的复制的 。
“利用量子纠缠的帮助 ， 我们是可以像孙悟空的筋斗云一样 ， 将量子信息从一个地点送到另外一个地点 。 但前提是 ， 这种传送是在非常有限的空间内 。 ”潘建伟以时间和空间做了一个比喻：如果上海和杭州有一团纠缠物质 ， 人又想快速穿梭两地 ， 那么理论上 ， 是可以对这个人和那团纠缠物质做一番操作 ， 使得人身上的每一个原子与纠缠物内的原子纠缠起来；并通过测量得到一组数据 ， 了解它们处于哪种纠缠态 ， 然后将这个信息通过无线电台发射到杭州 ， 通过在杭州对这种物质的可控操作 ， 我们就可以用同样多的物质将这个人在杭州重新构造出来 。
那么 ， 这是一种复制现象吗？“并非复制 。 因为这个‘被传送’的人在完成这个过程之后 ， 原来在上海的他已没有任何留存的信息 ， 他只是被用同样多的物质在杭州又重新构造了出来 。 ”潘建伟说 。
“当然 ， 人能不能被传送尚且是未知数 。 但一个原子的状态是可以实现的 ， 几百个原子状态也是可以的 ， 目前这些在实验上都已得到证实 。 ”潘建伟说 ， 这一原理可用来做量子计算的基本单元：量子信息在网络中可自由走动后 ， 研究人员就可以利用量子叠加来进行量子信息的处理 ， 这就是量子计算机 。
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量子力学“实用”吗？
说起来 ， 量子科技最为人说道的 ， 还是其中的量子加密通讯技术 。
实现信息的安全传送 ， 自古以来就是人类的梦想 。 在公元前7世纪 ， 古希腊斯巴达人就通过将一个布带缠到加密棒上 ， 写上诸如“明天发动攻击”的密信 ， 命令发布后 ， 如果他人没有同样半径的加密棒 ， 就无法顺利读出这一信息 ， 这便是最原始的加密方法 。
到了公元前1世纪左右 ， 凯撒大帝发明了更好用的办法——通过移动26个字符顺序的方式对信息进行加密 ， 如“明天发动攻击”就变成DWWD ， 那么只有预先约定的人才会知道这个命令的含义 。
这些聪明又古老的加密算法 ， 其实可以用字符出现频率的方法加以破解 。
二战期间 ， 人们又设计了更加复杂的密码 ， 到后来还有RSA公钥加密算法 ， 但随着计算能力的提升 ， 这些加密方法都被一一破解 。


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