“反常”的世界

大可

魔術師有一個節目，叫“心電感應”：助手背轉身，魔術師抽一張撲克牌，或者隨便讓哪個觀眾隨手拿一樣東西給他，助手都會準確無誤地說出是什么牌、什么東西。魔術師宣稱：他倆有心電感應！

觀眾熱烈鼓掌，不過都不相信什么心電感應，心悅誠服的是魔術師高超的技巧。

量子世界有“心電感應”！不過那叫“量子糾纏”。

趣時空穿越

量子？是什么東西？

哦，它不是東西，是“東西”的最小單位。

米、千克等等都是“單位”。1米可以分割成10分米、100厘米、1000毫米……1毫米還可以分割成2個0，5毫米，等等。千克也同樣可以分割。

量子卻不可以分割，它是能量的最小單位。比如光，就有光的量子，也叫“光子”。有一個光子、兩個光子等等，但沒有半個光子，l/4的光子。對于原子、電子等等其他粒子也是這樣。

我們通過基站交換機等載體傳輸短信；

我們通過互聯網等載體傳輸電子郵件、微信。

量子也可以傳輸，可以傳輸一個量子、兩個量子、一切“整數”的量子，但不能傳輸1，5個量子。

量子傳輸也是通信，但傳輸的不是什么短信、微信，而是量子信息。

下面是一條“舊聞”：

存放機密文件的保險箱被放入一個特殊裝置后突然消失，同一瞬間出現在相距遙遠的另一個裝置中被安全取出。這是電影中的“超時空穿越”，現實中能不能實現呢？

中國科學家用“量子態隱形傳輸技術”將科幻變成現實：

一個量子態在北京長城腳下消失，沒有經過任何載體，瞬間出現在了16公里以外的張家口市懷來縣。

中國科學家還讓量子態“穿越”青海湖，距離是上面的6倍多！

看了關于量子的介紹，對“量子態隱形傳輸技術”理解起來就容易了吧？首先，它運用的是量子態，也就是量子系統的狀態，不管這個系統長什么樣，我們知道它不是交換機，不是互聯網……其次，是隱形傳輸的哦！多神秘??！

究竟是如何實現“超時空穿越”的？不得不說說“量子糾纏”。

科學家這么解釋：

量子糾纏，是指在由兩個或兩個以上粒子組成的系統中，粒子相互影響的現象。

一旦兩個粒子之間發生糾纏，無論兩個粒子距離多么遙遠，其中一個粒子狀態的改變總會引起另一個粒子的變化，而這之間并沒有任何載體，仿佛有“心電感應”那般。

量子態隱形傳輸利用的就是量子的這種特性。首先把一對攜帶著信息的糾纏的光子進行拆分，將其中一個光子發送到特定位置，這時，兩地之間只需要知道其中一個光子的即時狀態，就能準確推測另外一個光子的狀態，從而實現“超時空穿越”的通信。

反常

你看懂量子了？

可是量子世界的很多事，科學家至今還在摸索！

它與我們知道的世界太不一樣了，連愛因斯坦這樣偉大的科學家，也不能接受它的某些“反常”！

比如，在我們知道的世界里，測量一個長方形的面積，只需測出這個長方形的長和寬，將長和寬相乘即可，長×寬=寬×長，而積不變。

可是到了微小的量子世界，不再僅僅是簡單地測量長和寬了，而是測量這些物質形成的動量和位置，而一個小小的觀測動作，如光子的“投射”，都會影響到動量和位置，因此得出的長和寬是變化的，長×寬≠寬×長，而積是不一樣的。

奇妙的事情還多著呢。又比如，有一只“薛定諤的貓”，這只貓是活的同時又是死的，是活是死全憑觀測、測量，否則它將永遠處于半死不活的疊加態！這是由奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤提出的理論。

很怪異，是嗎？

別管這只“貓”是什么“態”，我國的潘建偉等科學家，就在國際上首次成功制備了八光子薛定諤貓態！

對量子世界我們只說了一點點，說得很簡單，為了好懂，有的可能會說得不太“準確”。如果你感興趣，可以自己再去深入“研究”一下。

但是，你明白了一小點沒有？量子世界屬于“微觀世界”，我們的世界屬于“宏觀世界”，兩個不同的世界，“反?！?、“正?！钡囊巹t是不一樣的！

好用

可是，“反?！钡牧孔?，在我們世界又十分好用，說起來，我們的世界也是量子組成的呀！

除了可以讓信息傳輸變得更安全外，還有很多新科技、新發明就源于這個古怪世界提供的理論。比如計算機技術、能源技術、信息技術，比如半導體、電子顯微鏡、集成電路、核能、激光、分子生物……都能看到它們的身影。

哦？這些名詞太枯燥？那么來點“活生生”的吧。

中國量子保密通信“京滬干線”工程不久將交付使用。這是什么工程？哦，是連接北京、上海的量子通信網絡，能保證通信安全，不被竊聽，難以破解！

我國科學家屢屢刷新量子領域的世界紀錄，中國科學院院士潘建偉教授說：在量子信息技術方面，我國現在處于領跑的位置。中國光學學會理事長郭光燦院士說：中國量子通信的實際應用走在了國際前沿。

潘教授他們為量子計算機的誕生也做出了巨大貢獻，他們的目標是，構建新一代的量子計算機，速度比當前最快的超級計算機快百億億倍。

看出量子計算機跟一般計算機的不同了吧。因為運用了“量子糾纏”等技術，它的速度驚人！

速度可有用啦！

據說，美國投入巨資研發量子計算機，想攻破世界各地銀行、軍隊等等所設定的最安全的密碼。

誰也不想自己的密碼被破解。如果你的銀行卡密碼被破解，存款可能會消失得無影無蹤；如果你的密件密碼被破解，別人便會對你了如指掌，太不安全了！

如果密碼是4位數，那么組成這個密碼的可能種數有l萬種，6位數的話有100萬種……所以，數字越大，越難被破解。

有一種加密方法就是利用“大數不可分解性”，當大數被成功分解時才會泄密，而要分解一個很大很大的數，是很難的，而且，大數每增加一位數，增加的破解難度不是幾倍、十幾倍可言……

速度就顯示威力了。

比如，用現在全世界的計算機一起分解一個要幾百萬年才能成功的數字，量子計算機只要幾分鐘！

哎呀，那密碼不是太不安全了嗎？

但是，你想啊，如果運用量子世界規則來加密呢？在量子世界，竊取密碼的人在“偷看”時都會“撞擊”到它而使它發生更動，就會被密碼主人察覺。這樣的密碼還能破解嗎！

在量子這個科學領域，我國不僅僅有潘教授、郭院士，還有好多科學家在世界上也鼎鼎大名，你去搜搜看吧！