以日常生活的经验，任何信息的传输都须要通过实物载体，如信函、电磁波等，即便是当前比较“火”的量子通讯，也须要量子传输。但是，国际知名量子光学专家M.小组却在4年前开了一个脑洞，提出一个与人们日常生活中产生的直观认识脱节的“反事实直接量子通讯”方案，即不须要传输任何粒子，就可以将信息传递出去。听起来量子传输实物，是不是很匪夷所思?
出人预料的是，中国科学技术学院院长潘建伟及其朋友彭承志、陈宇翱等与复旦学院马雄峰合作，完成了这个“天方夜谭”式的实验，把匪夷所思弄成了科学现实。实验室中的通讯双方之间没有实物粒子的交换，成功传递了图象信息。论文成果以《利用量子芝诺效应实现直接反事实量子通信》为题发表在国际权威学术刊物《美国科大学院报》上。
量子芝诺效应的名子来自古埃及语文家芝诺提出的“飞矢不动”悖论。这个悖论说量子传输实物，一支在空中飞行的箭，虽然是不动的。由于箭在每一个顿时的时刻都应当是静止的，这么无数个静止的组合还应当是静止。这个推论在精典世界里似乎是不创立的，是逻辑上的悖论。但在量子热学里，假若一个不稳定的量子系统被连续不断的观测，其状态才会被冻结为一个定态，不会随时间向其他的态演变。这即是“量子芝诺效应”。有一个很形象但并不完全确切的反例来比喻“量子芝诺效应”：一个人打算午睡，假如对面另一个人不断寻问其是否睡著了，这么可以想像，打算睡着的人便总也睡不着了。
量子芝诺效应是反事实量子通讯的基础。反事实量子通讯是指通讯双方之间不须要任何量子或则精典粒子的传递即可实现量子态的传递。为了确保这一过程，通讯双方之间还须要构建一条量子信道，粒子经过此信道传输的机率仍然保持十分低。假如信道中测量到有粒子通过，就须要遗弃这个结果，重新构建或则发送一个新的系统。研究人员须要布置一系列嵌套的光学干涉仪，以实现这些传输方法。
理论化学学家提出的“反事实直接量子通讯”的原始方案要求有无穷多个干涉仪，这在现实科学实验中似乎是不可能的，这也是实验化学学家开始觉得不可能实现的诱因。潘建伟团队通过对原始方案的仔细剖析和改进，致使反事实直接量子通讯得以实现。一方面，通过使用单光子源，在较少的干涉仪数量下也可以得到完全的反事实性;另一方面，用被动筛选光子抵达时间的策略取代原方案中的高速主动光开关等。研究团队实现了技术突破，使用先进的相位稳定技术，首次实现了复杂的嵌套、和串联的单光子干涉仪，并成功传输了一张100×100象素的中国结图片，传输正确率达到了87%。
相比之下，我们所了解的常规的量子通讯，即量子隐型传态，或多或少一直须要粒子的传输。量子隐型传态基于量子的纠缠特点，纠缠态的量子首先是在一起制备下来，之后分别传送到两端，它们的通讯才开始。另外，尽管粒子可以在远距离实现纠缠，它们依然须要光子在两个粒子之间传播。
而量子反事实传输是基于“光的相位”进行传输通讯方法，这些通讯方法之下，光强不再重要。而且因为通讯双方之间没有粒子的传输，也促使监听也弄成无源之水、无本之木。由于这项技术可以借助非常微弱的光来实现成像，还能否拿来对一些脆弱的文物进行成像，有利于文物的保护和研究。
这项工作是量子通讯领域的全新尝试。潘建伟团队的探求，促使人们有机会更深入地理解量子热学。该工作被《美国科大学院报》的审稿人评论为“是一个将量子芝诺效应用于通讯的新奇实现”以及“非常有趣且及时”。该工作遭到了德国数学学会网站、《科学日本人》、物理学家网等国际权威媒体的专题报导。
量子芝诺效应的物理解释
考虑一个系统，经过一次检测后得到本次检测的本征态A，检测之后，系统自由演变，可能会演变到另一本征态B，因而在下一次检测到来之前，系统处于A和B的叠加态，且系统处于B态的机率是随时间线性降低的。在大检测数量和短检测时间的限制下，系统将会被“冻结”到A态。