“我们可以量子隐型传态少量的信息来重建复杂的物体。比方说人类基因组，大小在Gb左右。”
来源|墨子沙龙
听到“量子隐型传态”（）这个名子，你是不是想起了《星际迷航》中的传送技术？传送机顿时能够将人或物体转移到千里之外，上班再也不用挤轻轨了〜
事实上，量子隐型传态传送的是一个粒子的量子态，它借助量子纠缠将粒子的未知量子态精确传送到遥远的地方，而不用传送粒子本身。
哪些是量子纠缠呢？打个比方，我们假定有一对胞胎兄弟——小赛和小墨，假如你问她们同样的问题，她们会各自随机地给出一个答案，不过她们总是给出同样的答案。例如你问小墨：“草是哪些颜色的？”他可能说：“黑色的。”当你问小赛同样的问题时，也会得到同样的答案。
她们的行为和一对纠缠粒子的表现是类似的。一对处于纠缠态的光子总是“心有灵犀”。
借助这些神奇的性质，我们就可以实现量子隐型传态。因此，我们须要三个光子：一个最初的光子A，一对纠缠光子B和C。我们要做一次检测，但不是对A或则B进行检测，而是把它们输入到一个检测装置里，检测它们之间的关系，之后我们能够得到两个比特的信息。一旦得到这个信息，A、B两个光子就被破坏了。我们将两比特的信息传给另一个光子C——这个光子从来没有接近过A，之后对光子C进行个别操作，才能得到一个精确的拷贝，让C处于不再存在的光子A的状态。[1]
（图源：参考资料[1]）
整个过程中，我们虽然没有做拷贝。由于我们捣毁了最初的光子，所以从来没有少于一个拷贝存在过。我们只是制备了另一个光子，让它和原先的光子A有一样的状态，同时破坏最初的光子。并且我们并没有以超光速传送A的状态量子传输人体，由于精典信息不可能以超过光速的速率传输。
这么，可以通过这样的手段来传输一个人吗？在2018年墨子沙龙“量子·密码”活动上，小记者们就量子隐型传态相关的问题对三位量子通讯领域的先驱进行了专访。
Q=小记者（潘杜若,蔡雨轩,Fenya）
=，IBM研制中心化学学家、信息理论家，现代量子信息理论的创始人之一
=，加拿大学院院长，美国研究学会主席
Ekert=ArturEkert，美国国立学院量子技术中心所长、英国牛津学院物理研究所量子化学学院士
只有灵魂能被传输
Q：你认为在可预见的将来，通过量子隐型传态来传输整个人体的信息会成为现实吗？
：即便不行。这在原理上就难以实现，由于涉及到须要发送的精典信息的数目。当你进行量子隐型传态时，虽然大部份过程，或则说神奇的部份，都是量子的，但是依然须要发送精典信息。为了量子隐型传态一个人体而须要发送的精典信息量将会超出我们的想像，更别提为了启动这个过程你得须要多少纠缠了。所以很遗憾，我觉得这件事不会实现。
：还只考虑了（正确）信息的量，事实上其中常常还包含大量的错误信息。
Ekert：量子隐型传态错误信息或量子隐型传态无知，这一点很重要。
：哦，对了。大家晓得AsherPeres吧，就是量子隐型传态文章的六个作者之一[2]。他是一个十分出名的儒教者。有一次，一个记者问他：假如你隐型传态一个人，这么只有人感受被传输还是灵魂会被一起传输？
他的回答是：只有灵魂。
Ekert：不过我们还是可以量子隐型传态少量的信息来重建复杂的物体。比方说人类基因组，大小在Gb左右。
：但（量子隐型传态）是在量子水平上而言的。
Ekert：不一定。
：虽然这是精典信息；你并不真的须要量子隐型传态来传输它。如同强调的那样，你可以通过手机来传输人类基因组。
：之后在另一端重建人，只是没有记忆而已。
Q：依据不确定性原理，你没法同时得知粒子的确切位置和速率，所以这件事不可能发生吧？
：虽然这正是量子隐型传态可以做到的事。你捣毁原先的量子态后可以建立出一个完美的复制品。你难以做到的，是通过量子隐型传态得到一个量子态的全部信息再构筑出它的复制品。并且你可以打掉原先的量子态，之后建立出一个完全相同的量子态。
：你没法同时足够确切地得知粒子的位置和速率，或更确切地说是动量。
假如你想要在其他地方重建出相同的粒子，与原先的粒子有相同的速率和位置。很其实，你没法通过检测同时得到原先粒子的确切速率和位置，自然也难以通过精典方法发送那些信息，之后在另一处按照这种信息重建出粒子。
量子隐型传态的全部意义在于，可以实现这一点（译者注：即重建粒子）。
通过量子隐型传态，我们可以在接收端重建出与原先的粒子拥有全部相同的量子特点的粒子，虽然我们并不能同时检测这种量子特点之后通过精典方法发送相关信息。
：并且你必须打掉原先的量子态。
Ekert：原来的量子态是模糊不清的，你没法得到粒子的确切位置和动量。我们只能说粒子是处于某个特定的量子态。而量子隐型传态就能让你做到的是，在别处重建出一个在位置和动量上拥有相同的不确定度的量子态。其实，也会将原有的量子态捣毁。
量子纠缠，并不是你以为的那样
Q：据说（在量子纠缠中）粒子是成对出现的，假如你改变其中一个，另一个也会急剧改变。这么是否可以借助量子纠缠来传递信息？
：请允许我打断你一下。人们一般是如此描述量子纠缠的，尤其是记者，但毕竟量子纠缠并不是这样的。并不存在这样的情况，你在这儿做了一件事，顿时另一件事在别处也发生了。这完全是错误的理解。
量子纠缠看上去似乎是这样的。但若果根据这些理解，这么你将可以对所有你要检测的东西进行确切预测，但是事实并非这么。
：虽然你会得到错误的预测，也就是说觉得存在瞬时的通讯。
当我检测我的粒子的时侯，它并不会对你的粒子形成可以观测到的影响。不过若果你对你的粒子进行检测，我将才能晓得你的检测结果。虽然你的粒子的表现并不会变化，只不过我获知了我们的粒子之间的关联，并且只有在我们最终比较检测结果的时侯我能够获得这个信息。
：我对我拥有的纠缠对的其中一个粒子做的任何事情不会对你拥有的另一个粒子形成任何影响。只有当我们比较结果的时侯会听到异乎寻常的情况。并且假如每位参与方只独立地看待他拥有的粒子——
：他未能获知另外一个粒子是否被操控了。
：回到你的问题。是的量子传输人体，我们可以隐型传态量子纠缠。如果我是Alice，是Bob。Alice和Bob首先纠缠在一起，便于用于量子隐型传态。随即Alice和Ekert纠缠在一起，这么以前（Alice和Bob间）的纠缠就被打掉了。所以我们可以像量子隐型传态量子态般地量子隐型传态纠缠。
Ekert：回到最初的问题。虽然并不存在瞬时的通讯。量子纠缠未能帮你实现这一点。
：爱因斯坦说过不存在超光速通讯。正如爱因斯坦说过的所有东西一样，这个观点也仍然被铭记着。并且他不喜欢纠缠，他把纠缠称为“鬼魅般的超距作用（ata）”。
：虽然，我认为正确的翻译应当是“幽灵般的超距作用（ata）”。
：是的，幽灵般的超距作用。所以，爱因斯坦不喜欢量子纠缠。但即便他也理解在量子纠缠中并不存在瞬时的通讯。
而且所有在德语或英语中读到这个描述的人就会理解成远距离作用，理解成可控的远距离作用。
我有时会用这个反例来说明。如果我有一对会随机表现的神奇硬币，当我抛它们的时侯，我没法预测它们会正面朝上还是背面朝上。假如这对硬币中的一个在你手上，另一个在我手上，而且我们同时抛它们，它们看上去总是得到一样的结果。并且仅仅看我的硬币，我们并不能晓得它们得到了一样的结果。我们只能通过相互比较结果能够晓得，而这个比较的过程未能以超光速进行。
只要我们俩的硬币仍然是独立随机的，我们是难以发觉我们的硬币的投掷结果是一样的。换句话说，假如我翻转我的硬币，这并不会让你的硬币也翻转过来。
记者：潘杜若，蔡雨轩，Fenya
翻译：夏秀秀
谢谢墨子沙龙提供稿件！
参考资料
[1]
[2]/prl//10.1103/.70.1895
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