走进科学, 量子
实验证明:量子力学可以掩饰无知
根据经典直觉,无知可以追溯到源头——如果学生对教科书上的知识掌握不全,则老师可以设计出试卷来探究该书中哪些部分对于学生来说是未知的。
但是,在量子的世界,一切都不一样了。
昆士兰大学的研究人员已经成功验证了一个违反直觉的量子理论——即整体上的无知并不一定能够追溯到确切部分。
什么意思呢?
假如我们生活在一个量子世界——没有宏观的经典物理学,我们本身就是量子形态的生命,我们说出的话,乃至构建出的文化和社会必然也遵循量子力学的规律。我们书写的词句,也是量子形态的——因为底层规则就是如此,所以纸张和墨水等等,必然也要遵循世界的特性。用这些量子字母构建的语言交流,效果大概相当于我们的量子逻辑和量子通信。
在这样一个世界里,如果老师意识到学生的知识体系存在缺陷,他是无法通过考试或类似的方法确定学生的知识盲点。
好吧,在量子世界里,考试是没有意义的。但这种仅仅存在于假想世界中的知识,对我们有何意义呢?
来自ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的UQ物理学家Jacqui Romero博士表示,研究团队的发现对于评估量子加密的安全性至关重要。
Romero博士说:“真正令人高兴的是,我们为来自纯概率论命题提供了一个可访问的、有真实背景的解释。”
昆士兰大学EQUS实验物理学家Michael Kewming说:“我们的结果证实,使用量子系统可以掩盖学生的无知之源。当我们交流时,我们使用被称为字母的特殊符号来构成意义。在研究中,我们做了同样的事情,但是我们使用光子来创建量子字母。”
根据Kewming先生的说法,量子字母具有奇怪的性质。团队以单光子形式编写信息,在物理实验中验证了量子世界中无知是无法溯源的观点。
Romero博士说:“我们的结果对基于量子加密的安全性产生了影响,因为我们相当于证明,经典认证手段不适用量子通信。”
他们结果发表在《物理评论快报》上。
*详细解释一下应用背景。如果你的QQ密码忘记了,你使用密保问题重置密码,就相当于系统对你提问(考试),试图证明你在账号信息的某方面是无知的。如果你正确回答了问题,那你当然就是账号的合法持有者,自然可以重置密码。
但是在基于量子的系统里,密保问题是无效的,存在某种方式使你可以正确回答,但你其实并不知道真正的答案。关键点在于,问题和答案本身也是量子态的,所谓的薛定谔的问题和答案,因为构建系统的实体是量子态的,然后实体中展示的信息和可允许的操作也是量子态的,所以结果才是反常识的。