量子通信的最高速度是光速,不能超过光速。量子纠缠对应的速度超过光速几个数量级,但由于量子纠缠是一种量子现象,基于量子的不确定性和随机性,用量子来传递信息是不可行的。量子通信包括几个具体的应用,其中最重要的两个是量子安全通信或量子密码术量子密钥分发和量子隐形传态。

量子纠缠不是比光速快吗?

量子纠缠不是比光速快吗

这是个令很多人困惑的问题,而对你这种提法,回答有三点一,量子纠缠的现象确实比光速快二,但这不违反相对论,因为它不传递信息三,所谓量子纠缠的速度比光速高4个量级,是记者没有理解科学家这个表述的完整上下文,导致的错误理解。首先来简短地介绍一下量子纠缠。这是一种量子力学理论所预言的现象,请注意是个预言,然后实际观测到了,所以量子纠缠的机理是很清楚的,就是量子力学。

绝不是像许多人以为的那样,量子纠缠是个非常神秘的现象,没有人知道它的机理云云。量子纠缠这种现象,说的是一个多粒子体系有可能处于纠缠态,在数学上就是这个多粒子态不能写成多个单粒子态的乘积,也就是说,它不是个直积态。处于纠缠态就会怎么样呢?这时各个粒子就成了一个整体,你不可能只测量一个粒子的状态而不影响其他粒子的状态。

当你测量一个粒子的状态时,就导致其他粒子发生了同步的变化。比如说,在一个常用的两粒子纠缠态中,如果你对1号粒子测得0,那么2号粒子必然同时也变成了0,而如果你对1号粒子测得1,那么2号粒子必然同时也变成了1,两者总是保持同样的数值。在另一个常用的纠缠态中,两个粒子总是反向变化的,一个变成0,另一个就必然变成1。

这些都是常见的例子。量子纠缠漫画根据量子力学的标准理论,这种多个粒子状态的同步变化,是不需要时间的,是真正的瞬间变化。因此,人们很自然会问,这是不是违反了相对论?回答是没有!相对论说的是,传输信息的速度不能超过光速。但如果一个过程不传输信息,那么它完全可以超过光速。实际上这样的过程早就有很多例子,都不需要量子纠缠。

仔细想一想,你就会明白量子纠缠没有传输信息。如果A希望把一比特的信息0或1传给远处的B,那么双方需要事先约定好如何表示这个信息,比如说A想传0时就让B测得粒子2处于0,A想传1时就让B测得粒子2处于1。假如A能控制测量的结果,那么这确实可以用来传输信息。但是,量子力学的精髓恰恰在于测量的结果是随机的,你不能控制,所以A测量粒子1得到的是一个随机数,B测量粒子2得到的也是一个随机数,只不过这两个随机数必然相等而已。

你想传一个比特,可是这两个粒子完全不听你指挥,所以你传不了任何信息。既然没传输信息,当然就不违反狭义相对论了!最后,2015年的那个实验,是在假设量子纠缠有一个有限的速度的前提下,去测量这个速度。做实验的人当然都知道按照标准理论,这个速度应该是无限大。如果测量结果发现这个速度有个上限,那就真成大新闻了,推翻了标准理论。

量子通信的速度是否超过光速?

量子通信的速度是否超过光速

基本的回答是量子通信的速度最高就是光速,不可能超过光速。基本的原因是量子通信是人们根据已知的科学原理设计出来的新的实验方案,不是意外的不知道原理的新发现,因此自然不会违反任何已知的科学原理。也就是说,你应该把量子通信看作一种工程成果,就像长城赵州桥空间站一样。你会在造一个工程的时候发现推翻了某个科学原理吗?当然不会了,因为工程就是根据这些科学原理设计出来的。

更具体一点的解释是,量子通信作为一个科研领域,是指利用量子力学的基本原理,达到传统通信方式无法达到的效果。量子通信包括几个具体的应用,其中最重要的两个是量子安全通信或量子密码术量子密钥分发和量子隐形传态。量子保密通信,顾名思义,是一种保密的通信方式。不幸的是,记者们经常把量子保密通信直接称为量子通信,因为他们不知道这两个术语的区别。因此,他们混淆了一个大系综量子通信和它的一个真子集量子安全通信,这造成了很多麻烦。


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