量子传输人体：肉体与灵魂的终极抉择
你是否曾幻想，站在量子传送台上瞬间抵达火星？但你想过吗，这传送的究竟是肉体还是灵魂？今天，我们一起揭开这个震撼谜题！科学家指出：“我们可以量子隐形传态少量信息来重建复杂物体，例如人类基因组，其数据量高达GB级别。”这究竟是科幻还是现实？
来源 | 墨子沙龙
提到“量子隐形传态”，你是否立刻想到《星际迷航》的传送机？瞬间将人送至千里之外，通勤烦恼一扫而空！但现实中，量子隐形传态传送的是粒子量子态，利用量子纠缠精确传递未知状态，而无需移动粒子本身。
什么是量子纠缠？想象一对心灵感应的双胞胎——小赛和小墨。无论你问什么，他们总给出相同答案，尽管每个回答都随机。这种神奇关联，正是纠缠光子“心有灵犀”的写照。
利用此特性，量子隐形传态得以实现。我们需要三个光子：初始光子A，纠缠光子B和C。通过测量A和B的关联，获取两比特信息，同时摧毁A和B。将此信息传给从未接触A的光子C，经过操作，C便完美复制A的状态，而原态已消失。[1]
（图源：参考资料[1]）
此过程并非复制，而是态的重建与原始态摧毁。且信息传递未超光速，因经典信息传输受光速限制。
人类能否被量子传输？在2018年墨子沙龙“量子·密码”活动中，小记者们就此采访了三位量子通信先驱。
Q=小记者（潘杜若, 蔡雨轩, Fenya）
Bennett=Charles Bennett，IBM研发中心物理学家、信息理论家，现代量子信息理论的创始人之一
Brassard=Gilles Brassard，蒙特利尔大学教授，加拿大研究学会主席
Ekert=Artur Ekert，新加坡国立大学量子技术中心主任、英国牛津大学数学研究所量子物理学教授
只有灵魂能被传输
Q：在可预见的将来，量子隐形传态能传输整个人体信息吗？
Brassard：恐怕不能。原理上就不可行，因需传输的经典信息量巨大。量子隐形传态虽神奇，但仍需发送经典信息。传输人体所需信息量超乎想象，更别提启动过程所需纠缠量。故很可能无法实现。
Bennett：Brassard只考虑了正确信息量，实则还含大量错误信息。
Ekert：量子隐形传态错误信息或无知，这一点很关键。
Brassard：哦，对了。你们知道Asher Peres吗？量子隐形传态论文六位作者之一[2]。作为著名无神论者，当被问及传输人体时是传送肉体还是灵魂，他答道：只有灵魂。
Ekert：但我们仍可传输少量信息以重建复杂物体，如人类基因组，数据量约GB。
Brassard：但这仅限于量子层面。
Ekert：未必。
Bennett：这其实是经典信息；无需量子隐形传态，用手机就能传输基因组。
Brassard：然后在另一端重建人，只是没有记忆。
Q：根据不确定性原理，你无法同时获知粒子准确位置和速度，所以这不可能吧？
Bennett：这正是量子隐形传态妙处。摧毁原态后可构建完美复制品。你无法通过测量获取全信息再复制，但可摧毁原态后重建相同态。
Brassard：你无法同时精确测得粒子位置和动量。若想异地重建具有相同位置和动量的粒子，你无法通过测量获取这些信息并经典传送。量子隐形传态的意义就在于此。
Ekert：原量子态本就模糊，你无法获知精确位置和动量。量子隐形传态让你在异地重建具有相同不确定度的量子态，同时摧毁原态。
量子纠缠，并不是你以为的那样
Q：听说在量子纠缠中，粒子成对出现，改变一个，另一个也随之改变。能否利用它传递信息？
Brassard：容我打断。人们常如此描述量子纠缠，尤其是媒体，但这实为误解。并非你在此处行动，瞬间引发彼处变化。若真如此，你应能预测所有测量结果，但事实并非这样。
Bennett：你会得到错误预测，即认为存在瞬时通信。当我测量我的粒子时，它不会直接影响你的粒子。但如果你测量你的粒子，我能通过对比结果知悉关联，且此过程不超光速。
Brassard：我对纠缠粒子之一所做的任何事，不会影响你手中的另一粒子。只有对比结果时，才会发现异常关联。若各方独立看待己方粒子——
Bennett：他无法知晓另一粒子是否被操控。
Brassard：回到问题。是的，我们能隐形传态量子纠缠。假设我是Alice，Bennett是Bob。Alice与Bob先纠缠，用于量子隐形传态。随后Alice与Ekert纠缠，则原纠缠被摧毁。故我们可像传态量子态一样传态纠缠。
Ekert：重申最初问题。不存在瞬时通信，量子纠缠无法实现此点。
Bennett：爱因斯坦说过无超光速通信，此观点永存。但他不喜欢纠缠，称其为“鬼魅般的超距作用”。
Brassard：其实，“幽灵般的超距作用”更贴切。
Bennett：是的。爱因斯坦虽不喜纠缠，但也知其中无瞬时通信。但读者易误解为可控远距作用。
我常用此例说明：假设有一对神奇硬币，抛掷时随机正反，但总结果相同。若你我一各持一枚，同时抛掷，结果总一致。但仅看我的硬币，我不知结果相同。唯比较后方知，而比较不超光速。只要硬币独立随机，我们无法发现结果一致。换言之，我翻转我的硬币，不会导致你的硬币翻转。
记者：潘杜若，蔡雨轩，Fenya
翻译：夏秀秀
感谢墨子沙龙提供稿件！
参考资料
[1] https://mp.weixin.qq.com/s/6OehPG3S7EEckwWfTkGmYg
[2] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.70.1895
文章头图及封面图片来源：pixabay.com
来源：赛先生
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