隐形传输将如何工作

作者:Kevin Bonsor &罗伯特·兰姆

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Seth Brundle, Jeff goldblum在《飞天高飞》中的角色,提醒了我们整个瞬间移动是多么的混乱。20世纪福克斯/盖蒂图片社

厌倦了早上那些疯狂的学校接送?渴望远离高速公路的路怒症和公共交通的臭味?

幸运的是,科学正在研究一个答案,它可能就像扫描你的身体到亚原子水平一样简单,在A点消灭你所有喜欢的部分,然后将所有扫描的数据发送到B点,在那里,一台计算机在一瞬间将你从无到有地重建起来。

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当然,这相当于每天早上把你的孩子放在亚原子碎木机里,但想想看,你会节省多少时间!

它被称为传送你可能从诸如“《星际迷航》和《苍蝇》。如果在人类身上实现,这项惊人的技术将使人们可以在不穿越空间的情况下进行长距离旅行。全球运输将变得即时,而且星际旅行将成为人类前进的一小步。

怀疑吗?想想看,自1993年以来,瞬间传送就不再是严格意义上的科幻了。那一年,这个概念从不切实际的幻想变成了理论上的现实。物理学家查尔斯·贝内特和IBM的一个研究小组证实,量子隐形传态是可能的,但前提是被隐形传态的原始物体被摧毁。为什么?扫描的行为破坏了原作,使得复制品成为唯一幸存的原作。

班尼特在1993年3月的美国物理学会年会上首次宣布了这一发现,随后在1993年3月29日的《物理评论快报》上发表了关于他的发现的报告。从那时起,使用光子的实验已经证明,量子隐形传态实际上是可能的。

这项工作今天仍在继续,研究人员以惊人的方式将电信、交通和量子物理的元素结合起来。

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传送:最近的实验

隐形传态实验引起了科幻小说中的混乱,产生由内而外狒狒基因拼接的怪物和非物质化的疯子。

然而实际上,到目前为止,这些实验还没有令人讨厌的地方,而且总体上很有希望。

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1998年,加州理工学院(Caltech)的物理学家与两个欧洲团队一起,成功地传送了一个光子(一种携带光的能量粒子),使IBM的隐形传态理论成为现实。

加州理工学院的研究小组读取了光子的原子结构,将这些信息通过3.28英尺(约1米)的同轴电缆发送,并在另一端创建了一个光子的复制品。正如预言的那样,一旦复制品出现,原来的光子就不复存在了。

为了进行这项实验,加州理工学院的研究小组不得不避开一个叫做海森堡测不准原理.就像任何盒子一样,量子没有状态的猫会告诉你,这个原理说明你不能同时知道一个粒子的位置和动量。它也是传送比光子大的物体的主要障碍。

但如果你不知道粒子的位置,那你怎么能进行量子隐形传态呢?为了在不违反海森堡原理的情况下传送光子,加州理工学院的物理学家们使用了一种被称为纠缠.在量子纠缠中,你至少需要三个光子来实现量子隐形传态:

  1. 光子A:要传送的光子
  2. 光子B:传递光子
  3. 光子C:与光子B纠缠的光子

如果研究人员试图在没有纠缠的情况下太近地观察光子A,他们就会撞到它,从而改变它。通过光子B和光子C的纠缠,研究人员可以提取出关于光子A的一些信息,剩余的信息通过纠缠的方式传递给光子B,然后传递给光子C。当研究人员将光子A的信息应用到光子C上时,他们创造了一个光子A的精确副本。然而,光子A不再像信息发送给光子C之前那样存在。

换句话说,当柯克船长向外星球发射光束时,对他的原子结构的分析通过传送室传到他想要的地方,在那里建造一个柯克的复制品。与此同时,原始的非物质化。

自1998年以来,科学家们还没有完全研究出传送的方法狒狒因为传送生命物质是非常棘手的。尽管如此,他们的进步还是令人印象深刻的。2002年,澳大利亚国立大学的研究人员成功地传送了一束激光,2006年,丹麦尼尔斯·玻尔研究所的一个研究小组将存储在激光束中的信息传送到1.6英尺(半米)外的原子云中。

“这是向前迈进了一步,因为这是第一次涉及光和物质这两个不同物体之间的隐形传输,”团队负责人尤金·波尔兹克博士解释说。“一个是信息的载体,一个是存储介质”[来源:加拿大广播公司]。

2012年,中国科学技术大学的研究人员创造了一项新的隐形传态记录。他们传送了一个光子60.3英里(97公里),比之前的记录远50.3英里(81公里)。Slezak]。仅仅两年后,欧洲物理学家就能够通过用于电信的普通光纤传送量子信息[来源:来自arXiv的新兴技术]。

考虑到这些进步,你可以看到量子隐形传态将如何影响量子计算世界,而不是帮助你的早晨通勤时间。这些实验对于开发能够以比当今最强大的计算机更快的传输速率分发量子信息的网络非常重要。

这一切都归结为将信息从A点移动到b点。但是人类也会进行量子之旅吗?

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人类传送

赛斯·布伦德尔,杰夫·戈德布鲁姆在《苍蝇》中饰演的角色,让我们想起了整个传送行业有多混乱。”width=
赛斯·布伦德尔,杰夫·戈德布鲁姆在《苍蝇》中饰演的角色,让我们想起了整个传送行业有多混乱。
20世纪福克斯/盖蒂图片社

可悲的是,《星际迷航》中的传送器和《苍蝇》中的telepod不仅是遥远未来的可能,而且可能在物理上是不可能的。

毕竟,一个能让一个人瞬间旅行到另一个地方的传输器可能也需要这个人的信息以光速传播——根据爱因斯坦的相对论,这是一个大禁忌狭义相对论

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此外,一个人要进行瞬间传送,传送者的计算机必须精确定位并分析这10个人28构成人体的原子。这比一万亿亿个原子还要多。然后,这台神奇的机器必须将信息发送到另一个地方,在那里,另一台神奇的机器将以精确的精度重建这个人的身体。

有多大的容错空间?忘记你对DNA拼接的恐惧吧家蝇因为如果你的分子重组错位哪怕一毫米,你“到达”目的地时就会受到严重的神经或生理损伤。

“到达”的定义肯定会成为争论的焦点。被传送的个体实际上不会“到达”任何地方。整个过程更像一台传真机——接收端会出现一个人的复制品,但原来的人会怎么样呢?每次传真后你怎么处理原件?

顺理成章,每个人都成功了bio-digital传送这是一种谋杀和创造的行为。每次使用都会看到你身体的每一个细节的数字化,创造一个基因克隆包含了所有旅行者的记忆、情感、希望和梦想。

原始的副本必须死亡;也就是说,除非我们能接受这样的想法:每次我们需要越野旅行时都要复制自己,每次小吉米上学时都要杀婴。

与所有技术一样,科学家们肯定会继续改进隐形传输的基本概念。总有一天,这种对生命、死亡和瞬间移动的严酷看法可能会显得野蛮和无知。我们的祖先可能会觉得他们的身体在一个世界上消失了,即使他们的眼睛在一个数光年之外的星球上睁开。

浏览下一页的链接,了解更多关于量子物理和隐形传态的知识。

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更多信息

作者注:隐形传输将如何工作

远距离传送是那些“弗兰肯斯坦”式的技术之一,尽管它们给我们带来了灵感,但却让我们感到恐惧。当然,从纽约到曼谷或从地球到半人马座阿尔法星的瞬间旅行的能力当然是值得追求的。它可以最终保证人类的生存,它的外围技术可以从根本上改变人类的本质。

毕竟,如果一台机器可以将你的一切数字化,并在地球的另一端重建它,那么为什么要费力去复制一个完美的副本呢?一个更年轻、更聪明、更强壮、更快乐的增强版怎么样?当你可以简单地通过传送器并重新出现时,你为什么要担心变老呢?

生物数字隐形传输诱惑着我们,也困扰着我们。这就是为什么我们对它的许多科幻想象都包含了内在的悲剧和不人道的恐怖。因为如果我们做到了,我们就掌握了生命、死亡、物质、空间和时间。当然,在人类和这种神性之间应该有一些障碍,对吧?——罗伯特·兰姆

相关HowStuffWorks文章

  • 新兴技术从arXiv。量子互联网:首次隐形传态到固态量子存储器2014年2月3日。(2014年3月4日)http://www.technologyreview.com/view/524186/quantum-internet-first-teleportation-to-a-solid-state-quantum-memory/
  • "光与物质之间的第一次量子隐形传态"Phys.Org。2006年10月5日(2014年3月5日)http://phys.org/news79265847.html
  • IBM的研究。“量子隐形传态”。IBM。1995.(2012年10月30日)http://researcher.watson.ibm.com/researcher/view_project.php?id=2862
  • 科学家首次将光传送到物质中。”CBC新闻。2006年10月5日(2014年3月5日)http://www.cbc.ca/news/technology/story/2006/10/05/tech-teleport-061005.html
  • Slezak,迈克尔。"传送记录预示着安全的全球网络。"《新科学家》。2012年5月15日。(2014年3月3日)http://www.newscientist.com/article/dn21811-teleportation-record-heralds-secure-global-network.html

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