通過一系列的認(rèn)證程序,康馳終于回到了自己的實驗室,看到里面被白妞打掃整理得一塵不染的熟悉場景,康馳不禁深深的吐了口氣。
這幾天發(fā)動機也測了,飛機也開盡興了,連超音速飛行都體驗了,接下來終于又要開始新的研究了。
而且還是挑戰(zhàn)極大的項目。
他走到自己的辦公桌前坐下,看了眼桌面上放著的各種資料和草稿,它們擺放位置還和走的時候一模一樣。
傳統(tǒng)的通訊方式有很多,比如小帥想向女神表白,他可以直接寫信親自交給女神,也可以用手機打電話告訴她,還可以發(fā)一份電子郵件給她。
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如果竊取者要得到數(shù)據(jù),就得偷走送信的波進(jìn)行觀測,這不但立即會讓交流的雙方發(fā)現(xiàn)有人竊取,同時會因為量子的不確定性,竊取者得到的數(shù)據(jù)也是一段亂碼,沒有任何價值。
所以很多人都認(rèn)為,運用量子糾纏原理,可以實現(xiàn)超光速通訊技術(shù)。
比如甲乙兩個人,一人拿一個處于糾纏狀態(tài)的量子,然后甲坐飛船去尋找外星生命,同時約定如果自旋向下,就是找到了外星人,如果自旋向上,就是沒找到。
比如傳統(tǒng)的通訊,是通過無線電波,或者可見光的波長,來完成0和1的數(shù)據(jù)傳輸,如果別人找到了你的傳輸頻率,很容易就能得到一連串相同的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行解密。
其實在研發(fā)渦扇30的時候,康馳就抽空把所有能找到的,和通訊技術(shù)有關(guān)的資料都看了一遍,并確定了一個大致的研究方向。
但量子加密,雖然也是通過無線電波的方式發(fā)射一個個波(光子、量子,幾乎所有的粒子本質(zhì)都是一段波),卻能讓每一個波都包含數(shù)據(jù),且每個波都處于0和1的不確定狀態(tài),只有通訊的雙方用約定好的觀測解密方式,才能正確解讀出里面的信息。
剩下的那些沒人能證明是對是錯的,則成了世界難題,隨便解決一個,都能轟動國際學(xué)術(shù)界。
這個過程相當(dāng)煎熬。
那恭喜你,可以驕傲地稱自己為科學(xué)家,并且名垂青史了!
但問題是科技發(fā)展到了現(xiàn)階段,光是想出一個從未被人提出的猜想,其實就已經(jīng)非常難了,因為大部分開腦洞的猜想,最終都輕松就被證明是錯誤的,而那些被證明是正確的,已經(jīng)成為了真理。
于是遇事不決,量子力學(xué),這時候量子糾纏就可以派上用場了。
早在22年的時候,京大的龍教授團隊,就實現(xiàn)了一百公里距離的量子直接通訊,比第二名足足長了五倍多。
但小帥比較害羞,他怕表白這事被別人知道,于是就提前給了女神一個密碼本,然后發(fā)了一串摩斯電碼給女神,女神通過對照密碼本,頓時明白了,原來小帥喜歡自己。
胖妞雖然會打掃整理實驗室,但這張辦工桌的周圍三米,卻是它的禁區(qū)。
但隨著現(xiàn)代計算機的算力提升,以及量子計算機的出現(xiàn),這個密碼也變得不安全了,小帥表白的事情依然還可能被窺屏的室友給破譯了。
量子糾纏,指的就是兩個互相糾纏的量子A和B,無論它倆距離有多遠(yuǎn),都可以產(chǎn)生一種聯(lián)動。
這種方式,已經(jīng)可以杜絕大部分窺屏的人知道小帥傳遞的意思了,但這還不夠保險,于是它可以繼續(xù)升級密碼本,比如用一大串?dāng)?shù)字的質(zhì)數(shù)公因數(shù)來作為約定暗號,破解難度頓時就上升一個等級。
所以通過兩個糾纏的量子雖然可能完成超光速傳遞信息,但都是無效信息,這就跟猜疑鏈一樣,陷入了一個死循環(huán)。
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如果你能提出一個從來沒有人提出來的猜想,并最終被人證明是對的。
拿起最上面的那張草稿,看著上面前段時間抽空的時候?qū)懴碌膸仔凶郑?br/>
兩個自旋不論相距多遠(yuǎn),只要a·b≠0(不正交),它們在a和b上投影測量結(jié)果就是關(guān)聯(lián)的,雙方都測z(或x)方向自旋,Q(z, z)=-1=Q(x, x),當(dāng)測量的兩個方向相垂直,則關(guān)聯(lián)函數(shù)為0……
隨著時間的推移,一張張寫滿算式的草稿紙,有的被他隨手扔在地上,有的則被他貼在了白板上。
但實際上,在被觀測的那一刻,量子自旋方向的隨機性就結(jié)束了,它已經(jīng)塌縮到一個本征態(tài),此后再次進(jìn)行相同的觀測,得到的結(jié)果是一樣的。
但因為量子的自旋方向是真隨機的,甲根本無法控制量子自旋是上是下,所以通過觀測,傳遞的消息無效。
或許有人說,開腦洞誰不會???
這種數(shù)據(jù)的不確定性,就是量子糾纏原理。
說要真正意義上的量子通信,就不得不提目前已經(jīng)進(jìn)入實際應(yīng)用階段的偽·量子通信了。
他和任舟的想法其實有些不謀而合,電磁波通訊肯定是不夠安全的,他必須尋找到一片新的森林,就目前來說,康馳認(rèn)為最有可能的,其實還是真正意義上的量子通訊。
而康馳現(xiàn)在要做的,就是要找到這個死循環(huán)的理論漏洞。
哪怕增加互相攜帶的糾纏量子數(shù)量,結(jié)果也是一樣的,甚至因為看一次就坍縮了,雙方甚至都不知道,到底是誰先測量的,到底是誰想給誰傳遞信息。
在沒有觀測之前,兩個量子的自旋方向都是隨機的,處于向上自旋和向下自旋的疊加態(tài),但如果對量子A觀測,它會瞬間完成坍縮,變成固定向下或者固定向上自旋。
而且如果觀測到量子A的自旋方向是向上,那量子B的自旋方向也會同時坍縮成向下。
短暫地思索回憶了片刻后,康馳便開始順著往下寫了下去,并且一寫就是一上午。
這有點像在玩一二三木頭人,而且那個觀測者,還具有美杜莎的石化效果,玩一次就把人變成雕像了……
其實現(xiàn)在的量子通信,只能說是量子保密通信,這個技術(shù)華國目前已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位了。
以前的物理學(xué)都是通過實驗觀察現(xiàn)象,總結(jié)結(jié)論,但當(dāng)宏觀世界的規(guī)律總結(jié)得差不多,進(jìn)入微觀世界后,逐漸就變成了通過猜想,尋找現(xiàn)象證實。
原來成為科學(xué)家這么容易!
事實上,確實就是這么容易。
而思想實驗的成本也很低,高能物理需要花幾百億造粒子對撞機,但研究量子力學(xué),一天可能只需要五個饅頭!
康馳反倒希望這東西是能花錢造東西解決的。
但問題是,理論研究就是這么玄學(xué),如果沒有一個可行的理論方向,你甚至都不知道要造什么。
這就跟你要出門一樣,如果連目的地和方向都沒有,你怎么知道自己需要什么樣的交通工具?
(本章完)