量子糾纏

郭智毅

這個春節假期雖然只有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看過兩遍，且在第一次觀看的時候就弄明白了那些被網絡傳得沸沸揚揚的“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，根據自行學習研究的新知識本人發現，庫伯一行人是否不必乘坐“永恒號”穿越蟲洞去到新世界，而是可以根據量子力學里的量子糾纏現象實現瞬時超遠距離傳送，一秒必達新世界？

量子糾纏，是量子力學中最重要的概念，量子糾纏理論認為處于糾纏態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，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，聯邦星艦企業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的飛船上。當然，這些都是影視作品，是編劇對量子力學原理實用化的想象。

量子糾纏現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秀的特質上，那就是這兩個量子或量子組之間的糾纏狀態一旦受到干擾，就會造成失真。通俗來講，假設我們已經步入量子通信時代，我有一份保密信息通過量子通信技術傳輸給A君；結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。我會立即發現通信被人干擾了；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送的保密信息。量子糾纏的這種特質正是未來量子通信技術的優勢一一無限極端的保密能力。這一優勢正是軍隊、銀行、金融等領域所需的。所以，最近有關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注。

但從另一方面來講，正是量子糾纏狀態被干擾就會失真的現象，導致如果要操縱一對量子糾纏，就需要營造極端穩定、純凈的量子通信環境，這個難度相當之高，以至于目前各大科研機構實現的量子糾纏狀態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，則是玩轉量子糾纏的更高境界，都出現在科幻片里。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》設定的時代，人類應該已經搞定穩定、純凈的量子傳送環境這一難關了。而《星際穿越》設定的時代，人類還未搞定量子傳輸的關鍵技術，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。但當年他從地球出發的時候（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，連通過自轉營造一個G重力加速度的“永恒號”都沒有，所以，春節假期結束了還是乖乖上班去吧。