2014年07月30日08:37
不知道信息内容也可以传输
那么，要想让自己身边的粒子状态瞬间移动到远方，应该怎么做？比如说，让爱丽丝通过隐形传态向鲍勃发送信息，现在知道的是要遵循以下步骤。
首先要制作处于量子纠缠态的粒子A和B，粒子A发送给爱丽丝，粒子B发送给鲍勃。接着，爱丽丝使叠加了准备发送给鲍勃信息的粒子P与手头的粒子A产生量子纠缠关系，测量其状态。应用前面介绍的远程操作原理，粒子P叠加的信息能够瞬间转移到鲍勃的粒子B上。
但有一点需要注意的是，按照上面的步骤，爱丽丝传送给鲍勃的信息并不完整。还需要增加一个步骤。那就是爱丽丝通过某种方式，把自己测得的“粒子P与粒子A纠缠态的测量结果”发送给鲍勃，鲍勃根据接收到的结果，通过简单的步骤对转移到粒子B的信息进行修正。这样，鲍勃就获得了爱丽丝希望发送的粒子P的完整信息。而爱丽丝原本持有的粒子P在与粒子A处于纠缠态后，其叠加的信息会随之消失。这样就做到了隐形传态。
因为需要略做“修正”，所以虽然是隐形传态，但信息的移动速度无法超过光速。说到这里，或许会有读者产生疑问：“既然如此，通过电话和互联网向鲍勃发送信息不就好了？”其实并非如此。这项技术的优势在于爱丽丝即使不知道粒子P的详细信息，也能向鲍勃发送。为什么“不知道也能发送”会成为优点呢？举一个容易理解的例子，使人体发生瞬间移动时，事先调查人体所有组成粒子的信息几乎是不可能的。
下面介绍量子隐形传态。这次日本国立信息学研究所与俄罗斯科学院这次的研究成果究竟有什么新发现呢？
其实，前面介绍的量子隐形传态实验的成功先例都是使用极少数的光子和原子。而不是像科幻片中人和物体的隐形传态那样，传输由数量庞大的粒子组成的“宏观物体”。在过去，肉眼可见的“宏观物体”的量子隐形传态一直被认为是极其困难的。
为什么少数粒子的隐形传态可以实现，而由大量粒子组成的物体难以实现？这是因为粒子的数量越多，越容易受到外界的各种影响，从而导致量子纠缠态快速消失。如果无法保持量子纠缠态，就无法实现隐形传态。
宏观物体也可使用的量子纠缠态
不过，研究小组此次从理论上证明了一个结论：通过改进方法，宏观物体也可以实现量子隐形传态。具体来说，就是发现了能够遏制宏观物体免受外界影响的新量子纠缠态。
这是一种什么样的状态呢？用一句话来概括，就是利用物质的“玻色-爱因斯坦凝聚”状态。物理学家玻色与爱因斯坦提出的玻色-爱因斯坦凝聚是指大量粒子在极低温度下状态趋同的现象。“超导”、“超流”等著名的物理现象都与玻色-爱因斯坦凝聚有关。
前面所说的爱丽丝与鲍勃之间的量子隐形传态使用了A、B、P共3个粒子。而此次新开发的方法利用处于玻色-爱因斯坦凝聚态的众多粒子置换了这这些粒子。并且通过改进几个条件，实现了宏观物体在爱丽丝与鲍勃之间的瞬间移动。
这次的理论研究成果能否在实验中得到证实呢？研究小组表示，利用小型实验装置实现玻色-爱因斯坦凝聚的技术已经确立，今后，宏观水平的隐形传态完全有可能在实验中得到证实。
人体瞬间移动能否实现？
最后，让我们一同来看大家最关心与好奇的问题。此次开发的技术在未来能否推动人体隐形传态的实现？对于这个问题，日本国立信息学研究所的Byrnes给出了下面的回答。
“量子隐形传态只能传输代表物体状态的信息。要想实现人体瞬移，需要在其他地方准备原子等材料。而且，人体所包含的信息比此次提出的方法能够移动的信息要复杂得多。人体隐形传态在理论上或许可行，但目前近乎不可能。”
研究的最大目的是应用于量子计算机（摄影：陶山勉）
量子隐形传态是使信息发生瞬间移动的技术，而非物质。因此，Byrnes说：“在人脑中植入芯片，把脑内信息发送至远方或许更具有现实性。”
Pyrkov与Byrnes研究量子隐形传态的最大目的是要把这项技术应用于将会在未来投入实用的超高速计算机“量子计算机”上。量子计算机能够利用量子力学原理，实现远超传统超级计算机的能力，是一种梦幻般的存在。但就目前而言，即使开发出量子计算机，也无法令所有计算都加快速度。研究小组期待借助“宏观物体”的量子隐形传态技术，也许能突破量子计算机的这一极限。（作者：田中 深一郎，日经技术在线！供稿）
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