郭智毅
這個春節(jié)假期雖然只有7天,但還是難免會在家里遇到無聊的時候;雖然《星際穿越》這部神片我在電影院里已經(jīng)看過兩遍,且在第一次觀看的時候就弄明白了那些被網(wǎng)絡(luò)傳得沸沸揚揚的“燒腦”橋段,但這并不妨礙一個無聊的人在一個陽光明媚的午后自尋“燒”腦。
只不過這一次,根據(jù)自行學(xué)習(xí)研究的新知識本人發(fā)現(xiàn),庫伯一行人是否不必乘坐“永恒號”穿越蟲洞去到新世界,而是可以根據(jù)量子力學(xué)里的量子糾纏現(xiàn)象實現(xiàn)瞬時超遠距離傳送,一秒必達新世界?
量子糾纏,是量子力學(xué)中最重要的概念,量子糾纏理論認為處于糾纏態(tài)的兩個量子或者兩個量子組,無論它們相距多遠,它們之間都會相互影響,其中一個量子或量子組的行為會影響另一個量子或量子組的狀態(tài),而且是即刻生效。
《神盾局特工第二季》里面的無眼男就是利用量子糾纏原理進行肆無忌憚的瞬間位移的,他可以瞬間去到世界上的任何角落。《星際迷航》里也有類似橋段,聯(lián)邦星艦企業(yè)號上的傳送裝置可以把人傳送到任何位置,這套傳送裝置甚至可以把人傳送到處于曲速飛行狀態(tài)的飛船上。當(dāng)然,這些都是影視作品,是編劇對量子力學(xué)原理實用化的想象。
量子糾纏現(xiàn)象還有望在未來被運用在量子通信和量子秘鑰分配上,這建立在量子糾纏的一個極為優(yōu)秀的特質(zhì)上,那就是這兩個量子或量子組之間的糾纏狀態(tài)一旦受到干擾,就會造成失真。通俗來講,假設(shè)我們已經(jīng)步入量子通信時代,我有一份保密信息通過量子通信技術(shù)傳輸給A君;結(jié)果競爭對手試圖通過截獲通信信息的方式破解我們的通信內(nèi)容,這一行為會立刻改變處于我和A君處的兩個量子組的糾纏狀態(tài)。我會立即發(fā)現(xiàn)通信被人干擾了;A君也會立刻知道通信被人干擾了,且A君收到的保密信息和我原本要發(fā)給他的保密信息已完全不同,因為通信兩端之間受到干擾,量子糾纏態(tài)就會受到干擾,所以A君收到的也只是嚴重失真的信息;同理,試圖截獲信息的小人,也永遠得不到我原本要發(fā)送的保密信息。量子糾纏的這種特質(zhì)正是未來量子通信技術(shù)的優(yōu)勢一一無限極端的保密能力。這一優(yōu)勢正是軍隊、銀行、金融等領(lǐng)域所需的。所以,最近有關(guān)量子通信的研究火了起來,而一些涉及量子通信研究的公司的股票也備受關(guān)注。
但從另一方面來講,正是量子糾纏狀態(tài)被干擾就會失真的現(xiàn)象,導(dǎo)致如果要操縱一對量子糾纏,就需要營造極端穩(wěn)定、純凈的量子通信環(huán)境,這個難度相當(dāng)之高,以至于目前各大科研機構(gòu)實現(xiàn)的量子糾纏狀態(tài)操縱最多也就十幾公里,還遠未達到上天入地,想傳到哪里就傳到哪里的程度。
量子傳送實物,則是玩轉(zhuǎn)量子糾纏的更高境界,都出現(xiàn)在科幻片里。同樣,量子實物傳送也會受到干擾:《神盾局特工第二季》里面的無眼男在受到特工菲茲制造的信號干擾之后,就無法順暢地來無影去無蹤了,最終撞向了“槍口”。
所以,我認為大概《星際迷航》設(shè)定的時代,人類應(yīng)該已經(jīng)搞定穩(wěn)定、純凈的量子傳送環(huán)境這一難關(guān)了。而《星際穿越》設(shè)定的時代,人類還未搞定量子傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù),也就是在庫伯跌入黑洞進入五維空間之后,才開始明白用引力也可以穿越時空傳輸量子信息。但當(dāng)年他從地球出發(fā)的時候(大約在地球年30多年前吧),肯定是沒有量子傳輸技術(shù)的,所以還是需要乘坐“永恒號”慢慢來。
而我們這個時代,連通過自轉(zhuǎn)營造一個G重力加速度的“永恒號”都沒有,所以,春節(jié)假期結(jié)束了還是乖乖上班去吧。