走进科学, 量子
比隐形传输更加不可思议的“反事实量子信息交互”
在不发送任何粒子或能量的情况下将信息从一个位置传输到另一个位置似乎与我们在物理学史上的一切认知背道而驰。
然而,有一些可靠的理由表明,这种“反事实交流”可能不仅是合理的,而且可以揭示迄今为止隐藏在视野之外的现实的基本方面。
反事实物理本身并不是什么新鲜事物,它描述了一种通过“缺席”来推断真相的方法。从某种意义上说,它非常简单。如果你听到了开门的声音,但门口的狗子却安静无声,你或许可以推断出:刚才进屋的是自己的家人。
近年来,物理学家探索在不交换粒子的情况下携带量子信息的可能性。
这个概念不仅仅是理论上的。之前有篇文章提及的幽灵成像技术,就是使用一对分离的纠缠光子来推断有关对象的信息,而物体不会吸收和反射任何一个粒子。
该领域里的一位权威提出了一个实验蓝图,用于测试一种无交换通信背后的物理原理,他称这种方法为反向移动。
该提案使用量子比特将信息从一个位置传输到另一个位置,而无需物理介质的交互。
Salih 之前的研究涉及通过复杂的分离器和检测器阵列将光分离,展示了信息从起点到达目的地的非直观结果,尽管中间没有携带它的粒子。
这位物理学家提出的是一种新的计算方案,该方案基于他之前在 2013 年发表的理论协议。
英国布里斯托尔大学的物理学家 Hatim Salih 说:“虽然反向传送实现了隐形传态的最终目标,即无形运输,但它在没有任何可检测的信息载体穿越的情况下实现了这一目标。如果要实现反向传送,就必须建造一种全新类型的量子计算机:一种无交换的计算机,通信双方不交换任何粒子。”
隐形传态是一种成熟的将量子态从一个地方转移到另一个地方的方法。虽然细节很复杂,但概括而言,它涉及将多个物体纠缠在一起,然后将它们分开任意距离,然后以一种非常特殊的方式在一个位置轻轻测量纠缠的对象。只有当另一个纠缠的物体也通过老式方法运动过来进行测量时,隐形传态的行为才得以实现。(其实这也意味着,借助量子纠缠,信息仍然无法超越光速)
最终结果不是物本身的转移,而是一种非常特殊的量子态的转移。完成对原始物体的测量会有效地摧毁它,这意味着量子态已经有效地从一个地方迁跃到另一个地方。
Counterportation是一种反事实通信的量子形式,它会导致量子信息的传输,很像隐形传态(只是没有额外的麻烦)。
接下来显而易见的问题是,要如何做到?这就需要一种特殊的爱因斯坦-罗森 (ER) 桥或虫洞。
根据 Salih 的说法,这种局部虫洞可以作为反向传播发生的媒介。
虽然虫洞往往出现在黑洞理论之中,但它们也可用于描述更小尺度上的纠缠现象。如果虫洞确实存在,对它们的描述可能有助于填补我们对物质基本性质的认识空白。
“在不久的将来,我们的目标是在实验室中实际建造这样一个虫洞,然后可以将其用作竞争物理理论的试验台,甚至是量子引力理论,我们的希望最终为物理学家、物理学爱好者提供对本地虫洞的远程访问,以探索有关宇宙的基本问题,包括更高维度的存在。”
我们应该注意到,目前这一切都是理论上的——并且基于并非所有科学家都同意的基础——但它为正在进行的关于量子反事实通信及其在研究中的科学问题增加了另一层吸引力。
“这是我们多年来一直努力的一个里程碑,提供了一个理论和实践框架,用于探索关于宇宙的新的持久谜题,例如时空的真实本质。”
该研究已发表在《量子科学与技术》上。
https://www.sciencealert.com/blueprint-of-a-quantum-wormhole-teleporter-could-point-to-deeper-physics