能实现《星际迷航h版神马在线》里的瞬间移动吗

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量子卫星来啦, 瞬间移动还有多远?
[导读] 量子卫星来啦,瞬间移动还有多远?总之,量子科学和技术的广泛应用最终将把人类社会带入到量子时代,实现更高的工作效率、更安全的数据通信,以及更方便和更绿色的生活方式。
量子卫星来啦, 瞬间移动还有多远?
  文&新华社记者荣启涵吴晶晶白国龙
  还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇&任意门&,瞬间就穿越来到另一个空间&&
  在量子世界里,这或许不是幻想。
  啥是量子?简单来说,量子是构成物质的基本单元,是能量的最基本携带者,不可再分割。量子世界中有两个基本原理:一个是量子叠加,就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上,著名的&薛定谔的猫&理论曾经形象地将之表述为&一只猫可以同时既是活的又是死的&。一个是量子纠缠,类似孙悟空和它的分身,二者无论距离多远都&心有灵犀&,当两个微观粒子处于纠缠态,不论分离多远,对其中一个粒子的量子态做任何改变,另一个会立刻感受到,并做相应改变。
  8月16日凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。那么,量子卫星都来了,&瞬间移动&&信息绝密&离我们到底还有多远?
  1世界上真的有&绝对安全&的通信吗?
  这得先说说通信中信息是如何被窃取的。传统光通信是通过光的强弱变化传输信息。从中分出一丁点光并不影响其他光继续传输信息,测量这一丁点光原理上就能窃取信息。
  量子通信则完全不同!窃听者如果想拦截量子信号,并对其进行测量,将不可避免地破坏携带密钥信息的量子态。根据量子&测不准定理&,这种破坏必然会被信息发送者和接收者所发现。
  是否可以不破坏传输的量子态,只截取并复制,再继续发送?这已被&量子不可克隆定理&完全排除,于是也就保证了量子通信的绝对安全。
  2&量子态隐形传输&意味着能实现《星际迷航》里的瞬间移动吗?
  &量子态隐形传输&是基于量子叠加和量子纠缠的特性,就是甲地某一粒子的未知量子态,可以在乙地的另一粒子上还原出来。其实传输的是粒子的量子态,而不是粒子本身。这种状态传送的速度上限仍然是光速,也不是&瞬间移动&。
  现在,在光子、原子等层面已经实现了量子态隐形传输。电影里&大变活人&在原理上是允许的,但目前还远远做不到。因为科幻电影里人的传送,不仅需要把人的实体部分的大量原子、分子传送,并且需要严格按照原来的相对位置重新排列起来,更何况重现意识和记忆就更复杂了。
  不过,随着科学的发展和技术的进步,也许未来我们还是可以实现人的量子隐形传态,到那时星际旅行就不是梦啦。
  3将来会不会像《变形金刚》里一样,机器人被装上量子大脑,从而取代人类?
  所谓量子大脑,其实就是当今正在研制中的量子计算机。未来的量子计算机可能会对人工智能起到极大的帮助,在数据搜索、分析和处理方面提供远远超过目前经典计算机的运算能力。
  机器人都是预先设置好程序的,而人是有意识和自由意志的。研究发现,人脑中的思维机制与量子叠加、量子纠缠或许存在相似之处。所以也有学者认为,未来可望创造出与人脑一样运行的人工智能机器人。真到这种程度,机器与生物之间的界限已经非常模糊。这目前还只是一种畅想,未来究竟怎样还得拭目以待。
  4量子技术什么时候才能&飞入寻常百姓家&?
  量子通信目前已经实现在金融、政务系统等中的应用。要让每个人都用上,乐观的话需要10到15年。这需要对网络基础设施进行改造,还涉及到标准制定。到时候,个人的网上银行、手机支付、信用卡等就再也不怕被盗号,&棱镜门&那样的泄密事件也不会发生了。
  而量子计算目前仍然处于基础研究的阶段,前进道路上还面临着巨大的挑战,不知道在二、三十年的时间内能否实现初步应用。一旦取得进展,其意义将是极其重大的。
  5量子科学和技术究竟将带来一个怎样的未来?
  量子科学和技术其实已经在方方面面影响着我们的日常生活。我们目前正在广为使用的计算机、手机、互联网、时间标准和导航,包括医院里的磁共振成像等等,无一不得益于量子科学和技术。
  用发展的眼光看,随着微纳加工、超冷原子量子调控等技术的不断进步,人类将能够制备出越来越复杂、功能越来越强大的各种人造量子系统。例如包括量子计算机芯片在内的各种量子电路,其功能和信息处理能力将远远超过我们目前正在使用的经典芯片,并且更加节能;再如可望制备出达到量子极限的能量收集和转换器件,将引发能源变革;也有望大幅提升对时间、位置、重力等物理量超高精度的测量,不仅实现超高精度的潜艇定位、医学检测等,也将加深对物理学基本原理的认识。
总之,量子科学和技术的广泛应用最终将把人类社会带入到量子时代,实现更高的工作效率、更安全的数据通信,以及更方便和更绿色的生活方式。
文章来源:科技日报
责任编辑:刘华男
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  日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。
  还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……
  在量子世界里,这或许不是幻想。就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。这颗以中国古代科学家墨子命名的“墨子号”卫星,带着探索星地量子通信的使命升空,将继续为中国和世界的前沿科技“探路”。
  量子通信:无条件安全的通信方式
  古往今来,人们对于信息加密的探索从未停止。古时候,人们在信封上滴蜡盖上火印,但仍防不住有人拆开、读完再复原。现代,人们用电磁波传递秘密,但“音量”再低,也防不住精细的窃听。现今,科学家设法将“音量”调低到如此程度:只依靠一颗颗光子,任何窃密者去测量都会破坏它,从而被发现。信息微弱到了极限――量子级别,再小心的读取都会彻底改变它,而不可能只改变一点点。这就是量子通讯的保密原理。
  “量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆,所以能保证加密内容不被破译,可以从根本上保障信息安全、保护全人类的隐私。”量子科学实验卫星工程首席科学家潘建伟表示,理论上绝对安全的通信一旦实现,政府、军队和银行,乃至全社会都将获益。
  在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在进行有效载荷光学性能测试(日摄)。新华社发(中科院微小卫星创新研究院供图)
  改变生活:或15年后走进中国百姓家
  在潘建伟看来,量子通信的应用前景,就像电话的普及过程一样,将逐步进行,蔚为可观。“一开始,量子通信可能会应用于国防、金融、政务、科学研究等,之后会在大众中广泛应用。”
  基于个人判断,他给出了一个量子通信技术普及的“时间表”:5年左右很多机要部门开始用,10年左右金融业、银行等大机构开始使用,15年的时间或许走进千家万户。“届时,每个人的家里、手机上或许都会有一个量子加密芯片,银行转款、电子账户等的涉密操作,都不用担心被盗用或者攻击。”
  他并表示,这需要一个过程,依赖于量子通信网络的建设,应用成本也会逐渐下降。
  在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在安装太阳翼(日摄)。新华社发(中科院微小卫星创新研究院供图)
  影响世界:多国望与中国共建“量子星座”
  虽然量子科学实验卫星成功发射,但从长远来看,“要实现全球化量子通信还需要长期的努力,特别是需要多颗卫星的组网”,量子科学实验卫星科学应用系统总师兼卫星系统副总师彭承志表示,“这条征途没有尽头”。
  也因此,中国以开放的姿态欢迎全球合作。“我们非常高兴地同意了奥地利方的请求,共同就北京到维也纳之间的洲际量子通信进行实验合作,中方并决定向全球开放载荷的相关数据”,潘建伟介绍称。
  他表示,德国和意大利也非常希望继奥地利后加入中国团队的实验,在探索全球量子通信组网建设、“量子星座”建设中与中方展开合作。“协议目前已经走完了相关的流程,近期就将进行签署。”
  “毕竟,科学也是面向全世界的,中国的量子卫星走在世界前列之后,可以引领整个学术界在这个方向开展研究,为人类贡献中国智慧”,潘建伟说。(来源:中国新闻网 记者:梁晓辉)
  问:“量子态隐形传输”意味着能实现《星际迷航》里的瞬间移动吗?
  答:“量子态隐形传输”是基于量子叠加和量子纠缠的特性,就是甲地某一粒子的未知量子态,可以在乙地的另一粒子上还原出来。其实传输的是粒子的量子态,而不是粒子本身。这种状态传送的速度上限仍然是光速,也不是“瞬间移动”。
  现在,在光子、原子等层面已经实现了量子态隐形传输。电影里“大变活人”在原理上是允许的,但目前还远远做不到。因为科幻电影里人的传送,不仅需要把人的实体部分的大量原子、分子传送,并且严格按照原来的相对位置重新排列起来,更何况重现意识和记忆就更复杂了。
  不过,随着科学的发展和技术的进步,也许未来我们还是可以实现人的量子隐形传态,到那时星际旅行就不是梦啦。
  问:将来机器会不会像《变形金刚》里一样被装上量子大脑,从而取代人类?
  答:所谓量子大脑,其实就是当今正在研制中的量子计算机。未来的量子计算机可能会对人工智能起到极大的帮助,在数据搜索、分析和处理方面提供远远超过目前经典计算机的运算能力。
  机器人都是预先设置好程序的,而人是有意识和自由意志的。研究发现,人脑中的思维机制与量子叠加、量子纠缠或许存在相似之处。所以也有学者认为,未来可望创造出与人脑一样运行的人工智能机器人。真到这种程度,机器与生物之间的界限已经非常模糊。这目前还只是一种畅想,未来究竟怎样还得拭目以待。
  (来源:新华网)
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“瞬间移动”“信息绝密”真的能实现吗?
——专家问答带你了解神奇的量子世界
&&&&还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……&&&&在量子世界里,这或许不是幻想。就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军,带你一起走进神奇的量子世界。&&&&问:世界上真有“绝对安全”的通信吗?&&&&答:这得先说说通信中信息是如何被窃取的。传统光通信是通过光的强弱变化传输信息。从中分出一丁点光并不影响其他光继续传输信息,测量这一丁点光原理上就能窃取信息。&&&&量子通信则完全不同!窃听者如果想拦截量子信号,并对其进行测量,将不可避免地破坏携带密钥信息的量子态。根据量子“测不准定理”,这种破坏必然会被信息发送者和接收者所发现。&&&&问:“量子态隐形传输”意味着能实现《星际迷航》里的瞬间移动吗?&&&&答:“量子态隐形传输”是基于量子叠加和量子纠缠的特性,就是甲地某一粒子的未知量子态,可以在乙地的另一粒子上还原出来。其实传输的是粒子的量子态,而不是粒子本身。这种状态传送的速度上限仍然是光速,也不是“瞬间移动”。&&&&电影里“大变活人”在原理上是允许的,但目前还远远做不到。因为科幻电影里人的传送,不仅需要把人的实体部分的大量原子、分子传送,并且严格按照原来的相对位置重新排列起来,更何况重现意识和记忆就更复杂了。&&&&问:将来机器会不会像《变形金刚》里一样被装上量子大脑,从而取代人类?&&&&答:所谓量子大脑,其实就是当今正在研制中的量子计算机。未来的量子计算机可能会对人工智能起到极大的帮助,在数据搜索、分析和处理方面提供远远超过目前经典计算机的运算能力。&&&&研究发现,人脑中的思维机制与量子叠加、量子纠缠或许存在相似之处。所以也有学者认为,未来可望创造出与人脑一样运行的人工智能机器人。&&&&问:量子技术什么时候才能“飞入寻常百姓家”?&&&&答:量子通信目前已经实现在金融、政务系统等中的使用。要让每个人都用上,乐观的话需要10到15年。这需要对网络基础设施进行改造,还涉及到标准制定。到时候,个人的网上银行、手机支付、信用卡等就再也不怕被盗号,“棱镜门”那样的泄密事件也不会发生了。&&&&问:量子科学和技术究竟将带来一个怎样的未来?&&&&答:量子科学和技术其实已经在方方面面影响着我们的日常生活。我们目前正在广为使用的计算机、手机、互联网、时间标准和导航,包括医院里的磁共振成像等等,无一不得益于量子科学和技术。&&&&用发展的眼光看,随着微纳加工、超冷原子量子调控等技术的不断进步,人类将能够制备出越来越复杂、功能越来越强大的各种人造量子系统。&&&&总之,量子科学和技术的广泛应用最终将把人类社会带入到量子时代,实现更高的工作效率、更安全的数据通信,以及更方便和更绿色的生活方式。&&&&(据新华社甘肃酒泉8月16日电)
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