概述

人类关于瞬间转移的幻想

瞬间转移由幻想走向理论上的可能(理论探索的突破 时间旅行的研究成果 我国的成就——信息的瞬间转移与传递 能在宇宙进行传输)

概述

所谓“瞬间转移”（teleportation）技术，就是将人、物体、信息或者数据瞬间从一个地方消失，再在另一个地方将之重新现形。瞬间的概念是指这个旅行过程中的时间和空间将会消失，我们可以从一个地点瞬间到达另一地点，不需要走一段物理路线，或者说在一个地方消失，同时在另一个地方重现。

其实这曾经是科学大师爱因斯坦提出的理论，也就是把物体化解为能量，传送到遥远的地方，然后再把能量还原为物体。10年前，科学界认为这是不可能的事。但是或许爱因斯坦的这个理论真的不可能，但是目前的研究表明从另一个角度理解却也是可能的。目前世界上有6个科学团体在积极研究。

人类关于瞬间转移的幻想

有关超时空转移的科幻故事，可谓由来以久，由早期《星空奇遇记》和《星球大战》的太空战舰，到20世纪80年代的卡通片《超时空要塞》中的超时空号，乃至90年代初的卡通片《龙珠》中的主角悟空，《费城试验》都能超越时空限制，在一瞬间转移到10万8千里外的地方。在电影《变蝇人魔》中，主角则通过瞬间转移装置，将自己化成一堆粒子密码，然后在装置的另一端还原，岂料期间却因有乌蝇进入了装置，结果使主角在还原时混入了乌蝇的基因，变成了怪物。

几年前由朱迪·福斯特主演的《超时空接触》，也谈到了超时空转移，可见人们对这种技术的兴趣历久不衰，皆因在爱因斯坦的相对论中，没有任何东西可快过光速，所以这一人类要实现星际飞行的梦想，就须靠类似瞬间转移的科技。

对渴望突破三维空间限制的人类来说，超时空转移与时光机器一样，都是遥不可及，但却偏偏是最吸引人的梦想。

瞬间转移由幻想走向理论上的可能

理论探索的突破

1993年3月，瞬间转移终于走出科幻小说，变成了理论上的可能。当时，美国物理学家查尔斯·贝尼特和 I BM的一个研究小组证实，瞬间转移是可行的。自那以后，科学家利用光子作了大量试验，证明瞬间转移事实上是可行的。1997年，美国的泽林格尔教授证明，光粒子可以同时瞬间转移很长的距离。1998年，加州技术研究所的物理学家和欧洲的两个研究小组把瞬间转移的设想变成了现实，他们把一个光子在同轴光缆上成功地瞬间转移了一米。正如预测的那样，当光子被成功复制后，原始光子就不存在了。

时间旅行的研究成果

林平奎博士负责的这个研究小组共有12名成员。据悉，澳大利亚的科学家在这次实验中，共摧毁了几十亿个光子，然后成功地将其复制出来。这个过程，便被称作量子牵连，花费的时间只有十亿分之一秒。 也就是说这里的瞬间已经不是我们开始所讲的超出时间的范围了，事实上它仍然花费了时间，只是这个时间已经被极大的缩短。

国际科技界认为，澳大利亚科学家进行的这项试验为电子和通讯技术实现革命性进步拉开了序幕。负责这项试验的林平奎博士也认为，这个试验的最终成功将使各政府机构、银行，以及任何想高速交换信息的各界人士，以难以置信的高速度，在绝对保密的情况下实现这一目的。

然而，用远程瞬间传物模式进行人类和其他物体试验目前似乎还遥遥无期。出生于马来西亚的林平奎教授称，要将生物进行瞬间转移传输，仍是遥不可及的事情，但新技术仍有很多用途，科学家相信可在短期之内，利用这种技术，发展出比目前运算速度最快电脑还要快十亿倍的超级电脑，并通过提高通讯系统的效率，确立量子信息时代的来临。

科学家相信，新一代电脑将可应用瞬间转移技术，取代电线和芯片来传输信息，成为量子电脑，其效率会比今天的电脑更强更快。研究员金布尔说：“量子信息时代将会降临，虽然不会在5至10年内发生，但再过100年，这种技术一定会很普遍。”在理论上，这种技术还可传送物件，研究人员正开发瞬间转移粒子的技术。粒子就是物质的基本单位。

澳大利亚对进行这样的试验采取了相当谨慎的态度。因为虽然这是一项非常诱人的技术，但由于难度太大，所以在此之前，很少有科学家愿意把精力花在这一领域，只在1998年传出过美国的加州技术研究所做过类似的试验。林博士认为，同美国开展的类似试验相比，澳大利亚国立大学的试验更可靠，结果也更具有积极意义。林博士还指出，激光束在试验过程中被摧毁了，没有完成远程瞬间传物的过程，但无线电信号则丝毫无损。

林博士承认：“我们的实验与科幻片仍有些区别。我们暂时只能遥距传送激光中的光子，还不能将物件瞬间转移。”林博士发表了许多有价值的论文，他表示，他研究的目标是证明瞬间转移是可以做到的，这对未来技术的发展是有用的。曾经有记者问他为何将自己的研究领域锁定在光的瞬间转移上，他幽默地回答：“那是因为研究光学要比研究机械应用来得容易一些。”

他介绍说，普通人在预测一个足球的运行路线或者飞机在哪里着陆，靠的都是牛顿物理学理论，但在量子世界———一个比原子世界还要小的世界，物理学的一般经验就站不住脚了，你会发现很多奇妙的事情发生，粒子好像可以同时出现在不同的地方。物理学家们把量子的状态称作“超自然的”。

科学家们下一步研究的重点是，把体积比光子大的实质物体，瞬间传送到远地。林博士说：“原则上我认为可行，但可能是一千年后的事。打个比喻，我们现在发明的，只能算是算盘（量子瞬间转移），要制造超级电脑（生物体瞬间转移），这条路仍很漫长。”

我国的成就——信息的瞬间转移与传递

6月1日，英国《自然》杂志子刊《自然光子学》上发表的中国科技大学最新研究成果引起了国际学术界的广泛关注。在取得了一系列关键技术突破后，我国目前已成功实现16公里距离的量子态隐形传输。通俗讲，一个量子态在一个地方消失，又在另一个地方出现，两个地方的距离已达到16公里。

按照常理，信息的传播需要载体，人与人的对话需要通过声音来传播，手机与基站之间要通过电磁波来传输信号，互联网的信息传递也需要在光缆中传输的光信号。那么，不需要载体的信息传递是否存在？

“在量子世界里，在纠缠光子的帮助下，量子态隐形传输就可以实现这一点。 ”彭承志教授告诉记者，“打个比方说，纠缠光子就好像两个骰子，甲乙两人身处两地，分别拿其中一个骰子，甲随意掷一下骰子是5点，与此同时，乙手中的骰子会自动地翻转到5点。 ”

无论两个骰子的距离有多远，只要他们是“纠缠光子”，它们的状态就是互相关联的。

“纠缠光子的这种类似于‘心电感应’的特性就可以用来实现量子态的隐形传输。”彭承志解释说，“我们可以将待传输的量子态与一个纠缠光子进行一次联合量子测量，再将这个联合测量的结果通过经典信道告诉另一个纠缠光子，我们就可以得到待传输的量子态。 ”

在这个过程中，待传输的量子态并没有经过载体的传递，就“凭空”出现在了另一个纠缠光子上，但是，这种传输理论与科幻电影里出现的“超时空”是不同的，原有的量子态在联合量子测量之后会发生改变，并且测量结果仍然需要经典信道来传递，所以用“超时空”来形容量子隐形传输是不严谨的。

16公里的距离很难达到

现在，两个骰子的距离已经可以达到16公里，这个距离并不远，但也创了世界纪录，“实际上，达到16公里的距离并不容易。 ”彭承志告诉记者。

中国科学技术大学在2000年开始进行量子信息方面的研究，彭承志于2000年加入潘建伟教授组建的量子信息实验室。量子信息是国际上物理研究的热点前沿领域，也是被公认为非常有应用前景和价值的一个。1997年，奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证。 2004年，该小组利用多瑙河底的光纤信道，成功地将量子“超时空穿越”距离提高到600米。但量子态隐形传输的距离难以大幅度提高。

“传输距离取决于能够在多远的距离建立光子的纠缠关系，传输过程中也存在环境对光量子态的干扰效应等因素，这也是研究学界都力图解决的难题。 ”

2007年开始，中国科大——清华大学联合研究小组在北京架设了长达16公里的自由空间量子信道，并取得了一系列关键技术突破。

能在宇宙进行传输

2004年，中国科大潘建伟、彭承志等研究人员开始探索在自由空间实现更远距离的量子通信。在自由空间，环境对光量子态的干扰效应极小，而光子一旦穿透大气层进入外层空间，其损耗更是接近于零，这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面更具优势。

据悉，该小组早在2005年就在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠“拆分”、发送的世界纪录，同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。 2009年证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性，为未来基于卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。 未来的梦：物体可实现量子传输吗？“量子力学告诉我们，未知的量子态不能精确的克隆，而宏观物体是由无数个原子组成，每一个原子的状态都不能精确的克隆，这就告诉我们这个世界上永远不能复制出一个一模一样的“我”来”彭承志告诉记者“但是量子态隐形传输过程则不同，虽然它仍然不能精确的克隆一个未知的量子态，但是它可以把一个量子态精确的传输到远程另一个粒子上”。

人们自然会想象，如果把一个物体甚至是一个人的全部微观粒子结构记录下来，在另一个地方原样重组，再将每个粒子的量子态都通过量子态隐形传输的过程传递过来，虽然原有的量子态经过联合量子测量后将全部发生变化，但新的物体是不是和原来的一模一样呢？这是不是就实现了物体的量子传输？

“目前我们实现的仅仅是单光子量子态的隐形传输，在未来有可能实现复杂量子系统的量子态隐形传输，但距离宏观物体的量子态隐形传输还具有非常遥远的距离。 ”彭承志说。

目前量子通信在实用方面的努力还在继续，中国目前主要朝两个方向努力：一是通过光纤网络实现同城用户的通信；二是借助空间站、卫星等空间平台，实现全球化通信网络。

“科技发展的速度有多快谁能知道呢？就好像打算盘时的人们永远想不到，在不久的将来，人类发明出了每秒运行几千亿次的电子计算机。 ”