未來的量子隱形傳輸

　　科幻電影《星際旅行》中，宇航員在特殊裝置中平靜地說一句，“發送我吧，蘇格蘭人”，他就會瞬間轉移到外星球。真有這樣的“隧道”讓我們瞬間轉移嗎?研究量子態隱形傳輸技術的科學家們在理論上給出了肯定的答案。目前，中國實現了世界上最遠距離的量子態隱形傳輸。量子態隱形傳輸是一種全新通信方式，它傳輸的不再是經典信息而是量子態攜帶的量子信息。它是構建未來量子通信網絡的核心要素。不久的將來，這項成果還會在保密通信、量子計算機等方面有大量的應用，改變我們的生活。
　　
　　什么是量子態隱形傳輸?
　　
　　量子態隱形傳輸，借助的是在量子世界中存在一種類似“心電感應”的現象，即通常所說的“量子糾纏”。“量子糾纏”的概念，是由愛因斯坦等人在1935年提出的，愛因斯坦稱其為“鬼魅似的遠距互動”。拿兩個處在“糾纏態”的電子來說，它們的運動方向相反、速度相同，不論距離有多遠，只要一個的自轉方向改變，另一個必定隨之改變，其中沒有任何時間差。這種量子之間的“詭異”特性卻被現代科學家巧妙利用于遠程通信技術。他們把兩個同源的量子分開，對其中一個施以“信息”，那么，遠在千里之外的另一個量子也會有同樣的“反應”，通過讀取它的反應，可以實現遠超目前水平的通信技術。
　　
　　量子態隱形傳輸研究歷程
　　
　　1980年，法國物理學家阿蘭·阿斯佩克特首次用實驗證實了“量子糾纏”現象的存在，阿斯佩克特因此被授予2010年沃爾夫物理學獎。1997年，奧地利蔡林格小組在室內首次完成了量子態隱形傳輸的原理性實驗驗證。2004年，這個小組利用多瑙河底的光纖信道，成功地將量子態隱形傳輸距離提高到600米。2010年，由中國科技大學和清華大學研究人員組成的聯合小組，成功實現了16千米的“量子態隱形傳輸”，而這個距離是當時世界紀錄的27倍!該實驗表明，科學家向全球化量子通信網絡的最終實現邁出了重要一步。
　　
　　保密性“萬無一失”
　　
　　科幻作家首先想到的，是用“隱形傳輸”讓人或者物體神秘消失，科學家們則想到利用這一特點傳遞信息，因為量子通信技術能做到保密性“萬無一失”。
　　保密性一直是通信領域的難題，這一課題在當代信息社會更是具有重要意義。目前所用的保密技術普遍使用密鑰(一種加密和解密手段)，但要讓對方與己方有相同的密碼本。密碼本在傳送過程中是不安全的，有可能被人竊取或復印。因此，現在的保密通信本質上都不安全。
　　量子信息技術在建立密鑰時，不是事先有一個密碼本，而是與對方有一個協議。通過這個協議使用量子的性質，這些性質都是已知的，沒有秘密可言。經過加密的信息除了傳輸者本人外，他人無法獲知，即便看到也是亂碼。手機泄密問題已經困擾著世界各國，通過量子傳輸的手段實現完全保密的通信，是現代科技人員努力實現的目標和夢想。科學家目前進行的實驗是為了實現自由空間中“全球化量子通信”，即通過衛星轉發量子信號，傳至上萬千米甚至更遠的接收點，最終在全球范圍內進行完全保密通