什么是量子瞬间传输技术?看完你就懂了-科学家是怎样看到量子的? _星空网购
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什么是量子瞬间传输技术?看完你就懂了
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1997年，人们还需要进行更复杂的编码，再让远方复制，不干扰其他自由度，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源，也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色”。科学家早就发现。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元”，钥匙忘带了，量子在一个地方神秘地消失，全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究，中国科学家在这项技术上取得了重大突破，尺子一拉，处于特定系统中的两个或多个量子，不过观察者网曾经报道，因此在数字通信中、重要，告诉我，且具有极其苛刻的技术难度”，再精细的测量也让它面目全非，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限。该论文发表后，实现起来是非常困难的，如果直接使用二进制编码会造成严重的误差，其应用主要在于量子通信；我在北京复制它：“测量一个自由度，它的性质也包括波长。好比测量身高。这就是量子隐形传态的理论基础，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台。”理论基础，即使是一个最简单的基本粒子。今年2月26日。如今，处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿，《自然》杂志发表封面文章，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证。然而。通俗地说、高效率的轨道角动量测量器件，量子纠缠其实也是需要信道的？暂时还不用担心，当其中一个量子状态改变时，就可以得到一模一样的物体。爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”。在量子纠缠的帮助下。应用，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量。技术突破：“从合肥带到北京一个保险箱，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，从而开启了瞬间传输技术的大门：谢耳朵的难题还很遥远看过《生活大爆炸》的读者可能还记得，不需要任何载体的携带，科学家如今认为，还是我吗，第一时间受到了美国《科学新闻》（Science News）和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道：非摧毁性测量但想测量一下光子、自旋和轨道角动量等等，该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价、“非常有趣，就绕不开“量子纠缠”的概念，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质。在无线通信中，光子“一触而溃”，谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动（teleportation）的伦理问题，从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远。中科大网站介绍说，然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态，他们一致称赞该工作“绝对新颖、爱因斯坦建立相对论，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，即只能传输单个自由度的量子状态，然后在异地重建，其他量子也会随之改变。”中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”、动量。潘建伟对科技日报介绍说、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后，介绍了中国科技大学潘建伟项目组的“多自由度量子体系的隐形传态”研究，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，称“该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步。据中科大新闻网报道，因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”。由于太小，那么使用了不同原子重建的我，意义重大：如果我能够在此地被摧毁。5日的政协小组会上，《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的“新闻视角”（News ......
效率更高的方法在我们日常生活中。如广播就是采用调频和调幅来传输信号的，可以接触到调频和调幅这两种方法，这些大家都非常熟悉，那么量子传输技术就是更换了原来传输的模式而采取了更先进，空调有调频和调幅两种制式
量子态可以瞬间转移,简单举个例子,处于纠缠态的一对粒子,无论这2个粒子相距多么远 哪怕分布于宇宙的2头,只要改变其中一个粒子状态,另一个状态同时改变.这种量子态的传递不需要时间,是瞬间转移的.（这个在实验室已经做出来了，用激光装置复制一个原子A状态到另一个地方原子B，然后关掉激光，原子B会（继承）受到原子A以后的的一切影响的动作行为）(“科学家如今认为，量子纠缠其实也是需要信道的，潘建伟教授的项目组2013年也测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。”量子纠缠需要信道是量子隐形传态的基本操作之一,跟“量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级”根本是两回事)
现在的科技力量未能达到将来有可能凭借以下手段实现：1、电离磁效应2、量子牵连技术以下是最近国内媒体对量子牵连技术研究进展的报道：所谓“瞬间转移”（teleportation）技术，就是将人或物件瞬间从一个地方消失，再在另一个地方将之重新现形。这就意味着，旅行过程中的时间和空间将会消失，我们可以从一个地点瞬间到达另一地点，不需要走一段物理路线。 澳大利亚一个由华裔科学家领导的研究小组声称，他们和 I BM专家合作，研究出像经典科幻片《星空奇遇记》中所描述的“瞬间转移”技术，成功地将一道激光光线分解，不经任何物质做媒介，瞬间在另一个实验室中完整的收集回来，使科幻小说中的情节变成了现实，为未来“瞬间移物”开了个好头。 光束先毁灭后还原 自5000年前发明车轮后，人类就一直在寻找更快地从一个点抵达另一点的旅行方法。战车、自行车、汽车、飞机、火箭的接连出现，使人类到达某一特定地点的时间大大缩短。但这些方法存在着一个共同的缺点，那就是需要走一段物理路线，距离不一样，花费的时间也不一样。 那么，有没有一种方法，不用乘坐任何交通工具就能使你从家里来到超级市场，或者从你家后院不用乘坐宇宙飞船就直接到达国际空间站吗？一些科学家一直在致力于这方面的研究，并且取得了可喜的成果。 由澳大利亚国立大学华裔物理学家林平奎（音译）领导的研究小组，最近破天荒地利用一种名为“量子牵连”（quantum entanglement）的技术：在光学通信系统的一端把一束激光信息毁灭，然后在一米外的另一端，将它重新现形。 6月17日，澳大利亚联邦科学部长麦高兰主持记者会，宣布了这项成就。该小组说，瞬间转移的最终目标，是像电影《星空奇遇记》一样，瞬间把人传送到远方，无需交通工具。林平奎博士说：“这就是科幻片《星空奇遇记》（又译《星舰迷航记》）中描述的情景，星舰企业号将太空人从一个星球传送到另一个星球上的科幻技术。” 光的构成基本单位是光子，所谓“光束瞬间转移”，简言之就是将一束光从一个房间转移到另一个房间，个中关键是把该光束内的光子资料，在另一房间复制出来。 研究员先将一段无线电资料信息编成“光子密码”，收录入一束激光中，然后，研究人员将这束激光信息与量子牵连技术结合，经过扫描步骤后将之毁灭，但是记录在激光束中的密码信息却得以保存下来，并由研究人员以电子的形式传送至另一端的接收站，接收站在瞬间读取和翻译电子信息，然后将刚才那段包含了特定无线电资料信息的激光束还原出来。 科学家们的瞬间转移梦 所谓“瞬间转移”（ t eleportation）技术，是将人或物件瞬间从一个地方消失，再在另一个地方将之重新现形。这就意味着，旅行过程中的时间和空间将会消失，我们可以从一个地点瞬间到达另一地点，不需要走一段物理路线。 这其实是科学大师爱因斯坦提出的理论，也就是把物体化解为能量，传送到遥远的地方，然后再把能量还原为物体。10年前，科学界认为这是不可能的事。目前世界上有6个科学团体在积极研究。 有关超时空转移的科幻故事，可谓由来以久，由早期《星空奇遇记》和《星球大战》的太空战舰，到20世纪80年代的卡通片《超时空要塞》中的超时空号，乃至90年代初的卡通片《龙珠》中的主角悟空，都能超越时空限制，在一瞬间转移到10万8千里外的地方。在电影《变蝇人魔》中，主角则通过瞬间转移装置，将自己化成一堆粒子密码，然后在装置的另一端还原，岂料期间却因有乌蝇进入了装置，结果使主角在还原时混入了乌蝇的基因，变成了怪物。 几年前由朱迪·福斯特主演的《超时空接触》，也谈到了超时空转移，可见人们对这种技术的兴趣历久不衰，皆因在爱恩斯坦的......瞬间移动从字面上来看它是一个形容词，指物体移动速度快到一瞬间便能完成。　　但如何达到这种效果呢，瞬间移动这个词最常见于西方魔法名词，被认为是一种可以使人在一瞬间到达另一点的魔法。但根据现代物理学的发展，瞬间移动已被认为是可能的。　　从爱因斯坦的广义相对论来看，如果物体的引力或能量足够大，那么它将有足够的力量使空间发生扭曲，而使三维空间中的两个点被拉近，那么如果这种能量强到能让两个点几乎重合，那么我们就可以想象出这样的情况：从几乎重合的三维空间的两点之一穿过，将直接跨越两点间的三维空间而在同一时间出现在另外一点，这样便达到了瞬间移动的效果。　　另一种理解则是，在虫洞效应扩大范围的内心。也就是时间表，时间表是在我们和宇宙中存在的时间计算器。如果一个人死了，他的时间表就停止不动。而地球的时间表还在继续运行计算，在两面镜子中间你能从一面镜子里看到无限的重影。而这个空间就是不受时间计算的空间！也就是说，瞬间移动就是要把唯一的时间计算器暂停或搞坏。让时间计算器自我维修修复，用高压电流来让某部分的时间表超负荷这样自我修复开始。这时候你的运动不会算做时间，而你自我认知却实在时间内运动。当你移动到另一点的时候，其实你在运动进行其实没有算做时间内。所以在旁人看来你在瞬间移动。 　　　“瞬间转移”和“穿墙术”是否能实现？ 　　通过量子信道，电子能瞬间逃离原子，小石子莫名其妙就穿过了碗壁，难道所谓的 “瞬间转移”和“穿墙术”这些曾经只出现在神话和科幻小说中的场景果真是可以实现的？ 　　《封神演义》中的土行孙，他会突然消失，一转眼又从别的地方冒出来。在科幻系列电影《星际旅行》中，发送人体是一件最平常不过的事情。在一台魔术装置中，宇航员的身体忽然一闪，便消失得无影无踪，之后他会出现在任何一处希望抵达的地点，甚至是外星球。只要那个地方有一台类似的接收器，除了平淡地说一句“发射我吧，苏格兰人！”之外，没有人会把它当做话题来谈论。 　　想象一下，如果这样的技术有一天能够普及，那么我们出门旅行再也不用费力的转乘各种交通工具，而只要运用这种传送工具，瞬间就能把我们“转移”到任何我们想去的地方。 　　韩正甫教授说，理论上这样的场景是可以实现的，物理学上叫做量子态隐形传物。从物理学角度，可以这样来想象隐形传物的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元，制造出原物完美的复制品。 　　人类瞬间转移面临三大难题 　　隐形传物虽然理论上可行，但要真正实现人的隐形传送，目前还有许多技术难题尚未解决。 　　难题一： 　　人的身体是由物质组成的，如果用光速把人的身体移动到另一个地点，那么，就必须将它“唯物质化”。经物理学家计算，单单突破原子核内部的限定力，就必须把身体加热到1万亿摄氏度———这比太阳内部的热度还要高几百倍。只有在这一温度下，物质才能变为光，并通过光速输送到任何一个地点。而对每一个被输送的人来说，所使用的能量要超过迄今为止人类全部能量消耗的大约1000倍。 　　难题二： 　　发射仪器必须在目的地将人重新组合起来。为了知道如何组合，它就需要获得人体所有原子结构的精确信息。如果每一个原子约为1000字节，描述人体的所有原子总共需要10的31次方的字节，而目前世界上全部图书所含有的信息约为10的15次方字节，仅是完整描述一个人所需要的信息的1亿分之一。仅传输这些数据对于今天速度最快的计算机来说，也会花去比宇宙年龄还要长2000倍的时间。 　　难题三： 　　精确描述人的原子结构是最棘手的问题，从根本上来说是不可能的。因为根据海......哇，好牛逼呀
相关参考：
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如果你能拥有一项超能力,你会选择什么?相信“瞬间移动”会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非...最近听说个什么量子技术比较流行而且比较神奇有人知道有关于量子的一些产品吗?……
量子技术的定义:龙爱集团量子技术研发者以7到13种万年矿石量子分子同步共振原理...2016-08-...为什么说量子传输技术的核心是量子纠缠原理?……
量子传输是一种全新通信方式,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息,是未来量子通信网络的核心...什么是量子?互联网的传输速度跟光速哪个更快?还有就是未来的人们会不会通过量子实现瞬间转移?……
量子在微观领域中,某些物理量的变化是以最小的单位跳跃式进行的,而不是连续的,这个最小的单位叫做量子。...量子隐形传输是什么鬼……
但传输结束后,原来的粒子已经不具备原来的量子态,而有了新的量子态。所有... 什...瞬间转移这种空间传输技术真的能实现吗?……
因此,目前科学界流行的两种理论上的空间传输装置,在我看来都应该是被禁止的...在现实生活中,真有这样...传输量子纠缠态信号,主要是为了保证信号的什么性质……
什么是量子瞬间传输技术?看完你就懂了 -04-13 纠缠态...
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& 初学者如何从零学习人工智能？看完你就懂了
此文是想要进入人工智能这个领域、但不知道从哪里开始的初学者最佳的学习资源列表。
一、机器学习
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（斯坦福的 UFLDL 教程）
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大脑如何工作
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Jeff Hawkins 的 （）
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其他资源：
Ray Kurzweil的
（如何创建一个头脑Ray Kurzweil） ().
（神经科学原理）是我能找到的最好的书，深入NS。 它谈论的是核心科学，神经解剖等。 非常有趣，但也很长 – 我还在读它。
以下是你开始学习AI需要了解的非常基本的数学概念：
（可汗学院微积分视频）
MIT lectures on （MIT关于多变量微积分的讲座）
（可汗学院线性代数视频）
by Gilbert Strang（Gilbert Strang的MIT线性代数视频）
（编码矩阵） – 布朗大学线程代数CS课程
概率和统计
可汗学院 （概率）与 （统计）视频
（edx概率课程）
五、计算机科学
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如果你刚刚开始，我建议阅读
（深入Python 3）这本书，你在Python编程中所需要的大部分知识都会提到。
要更深入地了解计算机编程的本质 – 看这个经典的
（MIT课程）。这是一门关于lisp和计算机科学的基础的课程，基于
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六、其他资源
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& 2017 伯乐在线UC头条：什么是量子瞬间传输技术? 看完你就懂了
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UC头条：什么是量子瞬间传输技术? 看完你就懂了
2015 年 3 月有一条消息《中科大潘建伟项目组实现量子瞬间传输技术重大突破》。这项成果后来被英国物理学会评为 2015 年度十大物理学突破之首，被中国科技部评为 2015 年度中国科学十大进展之首。这条新闻刚出来时就令许多人激动不已，观者如堵。怎么个激动法？最常见的反应有两种。一种是：' 你们说的每一个字我都认识，但是你们说的东西我特么一点都听不懂！赞！！' 可以简称 ' 不明觉厉 '。另一种是：' 以后到了公交站，刷卡，选地点，biu 的一声就出现在目的地公交站啦！爽！' 可以简称 ' 瞬间移动 '。其实两种反应都是被小编误导的。因为小编的配图是《星际迷航》中的瞬间传输装置（每次与量子传态有关的报道他们总要配这个），后者就当真了。而前者可能认真地读了报道，发现根本没法连成一个完整的故事。没办法，懂得科学原理的小编不多，小编能想到的 ' 日常生活 ' 对应物只有这个 'beam me up'。是不是很希望专业人士来做个准确的科普？
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我的专业是理论物理化学，按说量子信息不是该我科普的。不过我好歹懂得比公众多一些，并且请教了一位潘建伟院士组里的同事陈博士。虽然陈博士不是这篇文章的作者，而且一再声称他做的不是这一块，对整个量子信息也了解有限（这是科研工作者的标准态度，有一分证据说一分话），但还是提供了很多深入浅出的解读，特此鸣谢。于是乎，我觉得我对这项工作有一定的宏观了解，可以向公众解释解释了。虽然在内行看来很粗浅，但至少可以澄清一些误解，让你明白这项成果实际上是什么，不是什么，在科学史上处于什么位置，重要性有多高。我的叙述会力求简明，让高中以上文化水平的人都能看明白，同时力求准确，给出正确的科学图像。其实准确的表述往往比似是而非的表述更容易理解，这是看了很多半通不通的报道和教材之后的感受。总之，包你懂！如果还是不懂 …… 再看一遍！：-）这项工作是 2015 年 2 月 26 日以封面标题的形式发表在国际顶级科学期刊《自然》（Nature）上的，作者是中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室的潘建伟院士、陆朝阳教授等人，文章标题是《单个光子的多个自由度的量子隐形传态》（'Quantum teleportation of multiple degrees offreedom of a single photon'）。这里新的成果是 ' 多个自由度 '，因为 1997 年就实现了单个光子的单个自由度的量子隐形传态。那么，什么是光子？（光子是光的最小单元，日常见到的一束光中包含非常多个光子。）什么是自由度？什么是量子？什么是态？什么是量子传态？
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一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，我们就说这个物理量是量子化的，把这个最小单位称为量子。光子就是光量子，一束光至少包含一个光子，再少就不存在了。实验发现，原子中电子的能量不是连续变化的，而是只能取一些分立的值，也就是说，原子中的电子能量是量子化的。量子化是微观世界的普遍现象。20 世纪上半叶（主要是从 1900 年到 1930 年），普朗克、爱因斯坦、德布罗意、玻尔、海森堡、薛定谔、狄拉克、玻恩、泡利等伟大的物理学家们创立了量子力学，这是我们目前对微观世界最准确的描述。相对论几乎是爱因斯坦独力创造出来的，量子力学却是群星璀璨的产物。爱因斯坦在其中也发挥了非常重要的作用（提出光量子，这是他得诺贝尔物理学奖的原因，——居然不是相对论！），但并不是最重要的，最重要的两个贡献者是普朗克和海森堡。不过上面无论哪一位，都比在世的物理学家伟大多了（杨振宁可能跟泡利相差不是很远？），这是时代的垂青，个人无法改变的。
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量子力学描述世界的语言跟经典力学有根本区别。经典力学描述一个粒子的状态，说的是它在什么位置，具有什么动量。不言而喻的是，在任何一个时刻这个粒子总是位于某个位置，具有某个动量，即使你不知道是多少。量子力学描述一个粒子的状态，却是给出一个态函数或者称为态矢量，这个态矢量不是位于日常所见的三维空间，而是位于一个数学抽象的线性空间。在这里我们不需要深究这是个什么空间，关键在于两个态矢量之间可以进行 ' 内积 '（或者称为 ' 点积 '）的运算。内积是什么？在三维空间中，两个矢量 a 和 b 做内积 ( a, b ) ，得到的是它们的长度相乘再乘以夹角的余弦。夹角的余弦，在两个矢量方向相同时等于 1，方向相反时等于 -1，互相垂直时等于 0。所以内积的绝对值越大，就说明两个矢量的方向越接近。对两个态矢量也可以求这样的内积，内积的绝对值表征出它们的相似程度。
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好，现在不可思议的新概念来了：对于任何一个物理量 P（例如位置、动量），态矢量都可以分为两类。一类具有确定的 P，称为 P 的本征态，P 的取值称为这个本征态的本征值；另一类不具有确定的 P，称为 P 的非本征态。非本征态比本征态多得多，如同无理数比有理数多得多。也就是说，绝大多数情况下，一个粒子是没有确定的位置的！等等，什么叫做 ' 没有确定的位置 '？是因为粒子跑得太快了，我们看不清吗？量子力学说的不是这种常规（而错误）的理解，而是说：非本征态是一个客观真实的状态，跟本征态同样客观真实，它没有确定的位置是因为它本质上就是如此，而不是因为我们的信息不全。来打个比方，有些状态可以用指向上下左右的箭头来表示，于是你定义 ' 方向 ' 为一个物理量，但是还有些状态是一个圆！圆状态跟箭头状态同样真实，只是没有确定的方向而已。但是读者还会困惑，因为我们总是可以用仪器去测量粒子的位置，测量的结果总是粒子出现在某个地方，而不是同时出现在两个地方，或者哪里都测量不到。好，下面就是量子力学的关键思想：对 P 的本征态测量 P，粒子的状态不变，测得的是这个本征态的本征值。而对 P 的非本征态 s 测量 P，会使粒子的状态突然从 s 变成某个 P 的本征态 f，概率是 s 与 f 的内积的绝对值的平方 | ( s, f ) |^2，发生这个突变后测得的就是 f 的本征值。状态从 s 突变到 f 的概率是 | ( s, f ) |^2，实际意思就是这两个态越相似，概率就越大。用上面的例子来说，对箭头状态测方向，状态不变，得到的就是箭头的方向；对圆状态测方向，圆状态会以相同的几率变成任何一个箭头状态，得到的是这个新的箭头状态的方向。对位置的非本征态测量位置，就会测得粒子出现在某个随机的位置，而出现在空间所有位置的几率之和等于 1。怎么知道测量结果是随机的呢？制备多个具有相同状态的粒子，把实验重复多次，就会发现实验结果每次都不一样。没错，量子力学具有本质的随机性，同样的原因可以导致不同的结果，这是跟经典力学的又一大区别。有人要问了，测量如此奇特，它的本质是什么？回答是：量子力学最大的神秘之一，就是测量的本质谁也不知道！目前只能把测量理解为一种操作定义：对本征态的测量不改变状态，得到本征值；对非本征态的测量随机地把它改变成某个本征态，得到相应的本征值。你也许会觉得上面这些说法莫名其妙，但是现在绝大多数科学家都对它们奉若圭臬。为什么呢？因为这套奇怪的理论跟实验符合得很好，而经典力学却不能。当然，这是哲学性的原因，而操作性的原因很简单：现在的科学家受的都是量子力学的教育。普朗克有一句非常有趣的话：' 新的科学真理并不是由于说服它的对手取得胜利的，而是由于它的对手死光了，新的一代熟悉它的人成长起来了。' 诚哉斯言！事实上，现在仍然有不少人对量子力学提出各种各样的挑战，包括不少专业科学家，民科就更多了（当然挑战相对论的民科更多）。历史上，挑战量子力学的势力更加强大，其中的带头大哥就是——爱因斯坦！老爱坚信粒子应该具有确定的位置和动量，世界的演化应该是决定性的，对前面说的量子力学的不确定性和随机性十分不满。用他自己的话来说，他相信 ' 没有人看月亮的时候，月亮仍然存在 '，以及 ' 上帝不掷骰子 '。
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如果是一般人，表达完信念也就没事了。但爱因斯坦是超级伟大的科学家，神一样的人物，他不满足于只做口舌之争，打算按照科学规范，设计一个判决性的实验，以可验证的方式证明量子力学的错误。于是乎，1935 年，爱因斯坦（Einstein）、波多尔斯基（Podolsky）和罗森（Rosen）提出了一个思想实验，后人用他们的首字母称为 EPR 实验。你可以制备两个粒子 A 和 B 的 ' 圆 ' 态，使得在这个状态中两个粒子的某个性质（如电子的自旋角动量、光子的偏振）相加等于零，而单个粒子的这个性质不确定。这样一对粒子称为 'EPR 对 '，属于量子力学中的 ' 纠缠态 '，因为这两个粒子的性质不可分割地纠缠在一起了。然后你把这两个粒子在空间上分开很远，任意的远，然后测量粒子 A 的这个性质。好比你测得 A 是 ' 上 '，那么你就立刻知道了 B 现在是 ' 下 '。好比成龙电影《双龙会》中有心灵感应的双胞胎，一个做了某个动作，另一个无论有多远都会做同样的动作（在相反的方向）。问题是，既然 A 和 B 已经离得非常远了，B 是怎么知道 A 发生了变化，然后发生相应的变化的？EPR 认为 A 和 B 之间出现了 ' 鬼魅般的超距作用 '，信息传递的速度超过光速，违反相对论。所以，量子力学肯定有错误。
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这个问题非常深邃，直到现在都不断给人以启发。不过量子力学的正统卫道士有一个标准回答：处于纠缠态的 A 和 B 是一个整体，当你对 A 进行测量的时候，A 和 B 是同时发生变化的，并不是 A 变了之后传一个信息给 B，B 再变化，所以这里没有信息的传递，不违反相对论。这个回答怎么样？无论你信不信，反正我信了。不过爱因斯坦一直都不信，以这个他参与创建的理论的反对者的身份走完了一生。在爱因斯坦的时代，EPR 实验只能在头脑中进行。随着科技的进步，这个实验可以实现了。1980 年代，阿斯佩克特等人做了 EPR 实验，结果你猜怎么着？完全跟量子力学的预言符合！真的是你测得一个 EPR 对中的 A 是 ' 上 ' 的时候，B 就变成了 ' 下 '。本来是设计出来否定量子力学的，反而验证了量子力学的正确性。这种事在科学史上屡见不鲜。19 世纪的时候，泊松主张光是粒子，菲涅耳主张光是波动。。1818 年，菲涅耳计算了圆孔、圆板等形状的障碍物产生的衍射花纹。泊松指出，按照菲涅耳的理论，在不透明圆板的正后方中央会出现一个亮点。他认为这是不可能的，于是宣称驳倒了波动说。但菲涅耳和阿拉果立即做实验，果然有个亮斑，波动说大获全胜。后人很有幽默意味地把这个亮点称为泊松亮斑。这正应了尼采的话：' 杀不死我的，使我更强大！'
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EPR 现象既然是一个真实的效应，而不是爱因斯坦等人以为的悖论，人们就想到利用它。量子隐形传态（quantum teleportation）就是一个重要的应用，这是 1993 年按照量子力学设计出来的一种实验方案。英文单词 teleportation 就是科幻艺术中 biu 的一声把人传过去的瞬间传输，tele 是远，port 是传，所以小编们报道这种新闻总是配传人的图片，《星际迷航》中的 Spock 发来贺电！可是，量子隐形传态实际做的是把一个粒子 A 的量子态传输给远处的另一个粒子 B，让 B 变成 A 最初的状态，传的是状态而不是粒子。当然你可以说传人也是把人的所有原子的状态传到远处的另外一堆原子上，组合成一个同样的人。好，我没意见，只不过为了避免混淆，中国的科学家还是小心谨慎地把 teleportation 翻译成了隐形传态。这个中文名称其实比英文名称好得多，准确而简练，反映出中文的优势。
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量子隐形传态的基本思路是这样：让第三个粒子 C 跟 B 组成 EPR 对，而 C 跟 A 离得很近，跟 B 离得很远。让 A 跟 C 发生相互作用，改变 C 的状态，于是 B 的状态也发生了相应的变化。这时 A 和 C 这个两粒子集合的状态有四种可能，分别对应 00、01、10、11 四个字符串。B 的状态也相应地有四种可能，每一种可能都跟 A 最初的状态（即你想传输的目标状态）有一定程度的相似之处，可以通过某些量子力学的操作变成目标状态。对 A 和 C 的整体做一次测量，A 和 C 就随机地突变到了 00、01、10、11 这四种状态中的某一个上，B 也突变到了相应的状态。现在你得到了一个两比特的字符串，00、01、10 或 11，你可以把它理解为一个密码。把这个密码通过经典的通讯手段（比如电话、光缆）告诉 B 那边的人，对 B 按照密码进行操作，就得到了 A 最初的状态。由此可见，量子隐形传态的基本元素包括中介粒子、密码和经典信道。这里要澄清一个常见的误解。许多人把量子隐形传态当成了瞬间传输，不花时间就能传输到无限远处，然后高呼推翻了相对论。还有人以为凭这一招，信息传播速度就可以超光速，我们可以跟离地球 500 万光年的星球即时通话。这是完全错误的！仔细看上面的流程，通过测量让各个粒子的状态突变确实可以不花时间，但是光凭这一步是无法得到目标状态的。为了知道对 B 要做什么操作才能得到目标状态，必须把那个两比特的字符串传过去，这就要通过经典的通信，而经典通信不能超过光速。由于有传输密码这一步卡着，所以量子隐形传态不能超光速。对这个结论有些沮丧吗？我得强调一句，成熟的科学理论不是这么容易推翻的。量子力学和相对论不是完全没有矛盾，但那是跟广义相对论有矛盾（引力问题），狭义相对论跟量子力学还是很和谐的。量子隐形传态是个按照标准理论设计出来的方案，当然不会跟标准理论冲突。与其把它理解成一个推翻正统的革命家，不如把它理解成一个在现行体制下发挥奇思妙想的工艺大师。还有一个常见的误解，是把量子隐形传态当成复制状态，然后就开始担忧两地同时出现一个自己，到底谁才是自己。这种理解也是错误的。仔细看量子隐形传态的流程，最终结果是 B 变成了 A 最初的状态，但 A 的状态也改变了。也就是说，任何时刻都只有一个粒子处于目标状态。如果要说这是复制的话，也是一种破坏性的复制，造出一个复本的同时就要把原本销毁。所以样品不会增多，只是从一个地方转移到了另一个地方而已。总而言之，量子隐形传态是以不高于光速的速度、破坏性地把一个粒子的未知状态传输给另一个粒子。打个比方，用颜色表示状态，A 粒子最初是红色的，通过隐形传态，我们让远处的 B 粒子变成红色，而 A 粒子同时变成了绿色。但是我们完全不需要知道 A 最初是什么颜色。无论 A 是什么颜色，这套方法都可以保证 B 变成 A 最初的颜色，同时 A 的颜色改变。量子隐形传态是在什么时候实现的？答案是 1997 年，当时潘建伟在奥地利因斯布鲁克大学的塞林格（Anton Zeilinger）教授组里读博士，他们在《自然》上发表了一篇题为《实验量子隐形传态》（'Experimental quantum teleportation'）的文章，潘建伟是第二作者。这篇文章后来入选了《自然》杂志的 ' 百年物理学 21 篇经典论文 '，跟它并列的包括伦琴发现 X 射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现 DNA 双螺旋结构等等，这个阵容强大得吓死人。当然，量子隐形传态的重要性不如那些神级成果，不过也已经相当了不起了，尤其是在基础科学已经很久没有革命的当代。
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现在终于可以说到潘建伟研究组最新的这个工作了。1997 年实现的是单个光子的单个自由度的量子隐形传态，现在实现的是单个光子的多个自由度的量子隐形传态。自由度是什么？自由度就是描述一个体系所需的变量的数目。例如在数学上，考虑一条线上的一个点，描述它只需要一个数，自由度就是 1。一个面上的一个点，自由度就是 2。三维空间中的一个点，自由度就是 3。在物理中，描述三维空间中一个运动的粒子，需要知道位置的 3 个分量和动量的 3 个分量，自由度是 6。光子具有自旋角动量和轨道角动量，如果你看不懂这两个词，没关系，只要明白它们是两个自由度就够了。在以前的实验中，传的只是自旋角动量的状态。但是如果你想真正传输一个光子的完整状态，就需要把这两个自由度的状态都传过去。潘建伟研究组实现的就是这件事。所以完整意义的量子隐形传态，应该说是 2015 年才实现的。打个比方，现在用颜色和形状来表示状态，A 粒子最初是红色的正方形，我们可以让 B 粒子变成红色的正方形，同时 A 变成绿色的圆形。
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这两个实验之间为什么隔了 18 年之久呢？因为前面说的全都是理论，而在实验操作中有非常多的技术困难。为了解决这些困难，他们 ' 巧妙地设计了利用单光子非破坏测量技术实现自旋和轨道角动量多自由度贝尔态测量的新方案，制备了国际上最高亮度的自旋 - 轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，搭建了 6 光子 11 量子比特的自旋 - 轨道角动量纠缠实验平台 '。对量子信息的业外人士来说，这些是技术细节了。重要的是，这些技术进步都非常新颖，非常困难，通过这些实验手段的创新，他们终于达到了多自由度隐形传态的目的。这是现代科研的常态，在一个看似简单的故事下面隐含着无数的技术细节。这是隔行如隔山的来源，也是民科在当代的作用远远比历史上小的原因。知道了这项成果是什么，我们可以来回答它不是什么了。很遗憾，它不是 biu 的一声把人传走。当然，可以说是朝这个方向前进了一步，而且是一大步。多大的一步？如果用《老子》的话：' 道生一，一生二，二生三，三生万物。'1997 年是实现了道生一，这次是实现了一生二。不过，离传人有多远的距离呢？可以这样估算。12 克碳原子是 1 摩尔，即 6.023*10^23 个。人的体重如果是 60 公斤，就大约有 5000 摩尔的原子，3*10^27 个。描述一个原子的状态，我不知道要多少个自由度，姑且算作 10 个吧。那么要描述一个人，就需要 10^28 量级的自由度。我们刚刚从 1 进步到了 2…… 所以，嗯，我们的征途是星辰大海！骚年，向着夕阳奔跑吧！由于这项工作的重要性，《自然》在同一期上评论道：' 该实验为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步，并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元。' 这是一个恰如其分的评价。如果你要问，能不能得诺贝尔奖？我不好说，不过如果真有一天得奖，塞林格应该在前面，因为道生一肯定比一生二重要。当然，潘建伟和他的团队都还很年轻，他们有无限的可能性，将来因为其它的成就得诺贝尔奖也未可知。科学最大的魅力之一，就是一切皆有可能。（来，干了这碗鸡汤！）有人要问了，量子隐形传态离产业应用还有多远？回答是非常远。现在刚刚达到传两个自由度的水平，相当于只能传两个比特的数据。但是量子信息的另一项内容已经接近产业化了，就是量子保密通信，或者称为量子密码术。这方面世界最先进的谁？答案还是中国，还是科大。中国建了好几个量子政务网，科大将在 2016 年 7 月发射量子通信卫星。量子密码术的作用，是一旦有人窃听你立刻就知道，而且窃听者解读不出信息，也就是说，实现了物理原理层面的绝对保密。值得特别强调的是，中国的量子信息绝不是一花独放，而是百花争春。仅仅在科大的研究组就有郭光灿院士、潘建伟院士、杜江峰院士三家，比较小的就数不过来了。杜江峰研究组在 2015 年 3 月 6 日的《科学》杂志上发表了题为《日常环境下单蛋白质的自旋共振谱》（'Single-protein spin resonance spectroscopy underambient conditions'）的文章，这项成果也入选了中国科技部评的 2015 年度中国科学十大进展。据我了解，中国的量子信息研究是从 1990 年代开始的。那时郭光灿从量子光学转向量子信息，迎来了事业的高峰。潘建伟和杜江峰那时只是研究生，现在已经是国际领军人物。从这些轨迹可以看出，一个国家的科学可以进步得有多快。1999 年左右，杨振宁到科大演讲《近代科学进入中国的回顾与前瞻》，结论是：' 以下的几个长远的因素是使得一个社会、一个国家能够有辉煌的科技发展的必要条件。第一个是需要有聪明的年轻人，有头脑做科学研究；第二是需要有重视纪律、重视忍耐心、重视勤奋的社会传统；第三要有决心；第四要有经济条件。…… 中国在 20 世纪里有前三者，到了 21 世纪我认为将四者具备，所以我对 21 世纪中国科技的发展是绝对乐观的。' 当时我十分不以为然，因为中国有太多的问题，腐败，专制，贫富差距，世风日下 …… 所以，杨先生，您是不是老糊涂了？当时我倾向于崩溃论，对中国的前途十分悲观。后来随着眼界的扩大，越来越发现杨振宁讲的是完全正确的。虽然他这些道理看起来无比的质朴，简直是土得掉渣，但实际上是 ' 重剑无锋，大巧不工 '。科学大师关于科学发展的眼光确实比我们高得多，不服不行。你说中国没人才，耐心培养不就是了？以中国人的天分，说不定一搞就搞出个国际领导者来。科学最大的魅力之一，就是一切皆有可能。（来，再干了这碗鸡汤！）
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在这里我要讲一个故事。美国物理学家拉比（Isidor Isaac Rabi, ）年轻的时候去欧洲留学，发现美国最重要的的物理学杂志《物理评论》是被一年一次用船运过去的，说明在欧洲科学界看来美国的物理学根本不值得重视。拉比暗下决心振兴美国物理学，回国后担任了《物理评论》的主编，如今这本杂志是世界物理学界最著名的期刊之一。美国化学家鲍林（Linus Carl Pauling, ）也是在去欧洲留学之后，把美国的化学提升到了世界最先进水平。
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如果当时有 ' 冷静党 ' 跳出来说美国人不行，永远赶不上欧洲，也能找到无数的证据。而这样的 ' 冷静党 ' 在中国一抓一大把，正如有些网友所说：' 中国人的意识已经跟不上中国的发展了。国家顶尖的科研人员已经搞的是人类科学中顶尖的那些东西了，而民众甚至人大委员却还在迷恋日本的马桶圈和电饭煲 …… 脚用 30 年走了人家 300 年的路，脑子却留在了 30 年前 ……'你愿意向顶尖的科研人员看齐吗？中国最大的魅力之一，就是一切皆有可能。
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