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通过《三体》中的智子,我们聊一下什么是量子

文章作者:admin 上传时间:2020-07-08

”我对三体世界说话“,每次小说读到这里,即便知道以后发生的故事,沉浸在小说剧情中的自己整个人跟着也沸腾了,因为这是地球人对三体世界蔑视地球两个世纪的发泄和控诉,这是不是人类仅有的一次霸气呢?那这样霸气的对话是怎么实现的呢?

看到这,很多朋友可能已经猜到了,今天我们要说的是罗辑与三体世界对话的工具,智子!作为三体在地球上的全权代表,智子可以轻易地锁死人类文明,可以制造出被人类科技所无法理解的神迹现象,还可以监听地球上每时每刻发生的事情和对话,最后智子化身智能机器人,代表三体世界统治了一段时间的地球。在几个光年的尺度之下,三体是怎样实现信息远距离的实时传输的呢?

在《三体》这部小说中,智子背后的科学背书是量子纠缠,当然,喜欢三体的小伙伴们都知道,这是科学艺术化的加工,今天我们就来讨论一下,超光速通信这个话题。

在爱因斯坦的神作《相对论》中,宇宙的极限速度是光速,那为什么量子纠缠可以实现超光速呢?大体可以这样理解,我会往简单里说,因为说的深了我也不会,说得越深,公式越多,那就没有什么阅读体验可言了。

宇宙中超光速的现象可能很多,比如我们熟知的量子纠缠,而在相对论中,光速作为宇宙的极限速度是说的实物粒子的极限速度,比如说光子等。实物粒子越接近光速,其自身的质量越大,继续加速所消耗的能量就越多,所以将实物粒子加速到光速是极其困难的,可以理解为只能无限接近,但永远不可能达到。同时这个被加速到接近光速的粒子会拥有极高的能量,这就是神级文明为什么用一个粒子就可以摧毁三体的整个母星。

而光子之所以能以光速运动是因为其质量为零。而量子纠缠为什么能够实现超光速,并且可以达到光速的两到三个数量级呢?那是因为量子纠缠的过程中没有实物粒子的传送过程,比如像无线电波或是光波之类的,所以量子纠缠效应不可能实现信息的传输,因为信息的传输必然会伴随着实物粒子的传输,所以更不用说用量子纠缠来实现超光速的实时通讯了。

有的朋友会问,那就奇怪了,我国的墨子通讯卫星是怎么实现的呢?我也只能简单说,深了还是得去问潘建伟博士了。量子通讯卫星并没有实现真正意义上的超光速信息传输,信息还是常规传输,只是利用量子纠缠效应实现量子密钥分发从而保证了通信安全。在量子密钥分发机制里,给定两个处于量子纠缠的粒子,假设通信双方各自接收到其中一个粒子,由于测量其中任意一个粒子都会使得纠缠的粒子波函数坍缩,通俗说就是破坏两个纠缠粒子的状态,从而使原信息无法被解读。并且任何窃听动作都会被通信双方侦测发觉。因为任何窃听者都无法在不改变甚至破坏光子的情况下看到其中的信息。实现了原理上信息的不可破解性。

好了,今天关于智子的讨论我们说这些,关于量子通信方面的知识解读可能会有许多不足和漏洞,希望理解更深刻的朋友在评论区留言讨论。