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量子通信是不是不存在時間差(延時)?中國搞登月、火星探測,指令發(fā)送比電波快嗎?

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先給答案:不能!

一個廣為流傳的錯誤理解

很多人對量子通信的理解來源于神秘的量子糾纏通訊,量子糾纏可以可以讓兩個處于糾纏態(tài)的粒子超越時空超越光速的感應(yīng)在一起,于是很多人就理所當(dāng)然的認(rèn)為基于量子糾纏的量子通信是可以超光速超空間的。

錯錯錯,大錯特錯!!!

什么是量子糾纏?

通俗的解釋就是處于糾纏狀態(tài)下的兩個粒子(自然狀態(tài)下就有這樣的粒子,也可以人工去制造)無論相隔多遠(yuǎn),都能鬼魅般的感應(yīng)到另外一個粒子的存在。就是說處于糾纏態(tài)的兩個粒子之間的狀態(tài)是有一定關(guān)系的,只要知道其中一個的狀態(tài),另一個就能推算出來。但是,這種糾纏態(tài)一旦有一個粒子被測量了,一個粒子因為測量狀態(tài)確定之后,這種糾纏態(tài)就解除了,然后這兩個粒子之間就不能再心電感應(yīng)了。

為什么基于量子糾纏的量子通信無法超光速?

下面是重點了:處于糾纏態(tài)的兩個粒子雖然能實時感應(yīng)到對方,但是他們也就只能感應(yīng)到對方而已,并不能傳遞信息。大家先想想什么叫傳遞信息?我在這邊發(fā)一個1010,你在那邊如果也能收到1010,那這個信息是傳遞過去了,但是量子糾纏有什么問題?微觀粒子的狀態(tài)是不確定的,你在觀測之前你壓根不知道這個粒子是什么狀態(tài),我僅僅只能知道我如果觀測到這個粒子是自旋向左(打個比方,比如自旋為左代表1,右代表0),那么我就可能可以推測出另一個是右,但知道又有什么用呢?

通信是要傳遞信息,我需要你把確定的左右左右的順序傳過來,而不是你發(fā)現(xiàn)它是左還是右。如果量子糾纏是這樣的:我這個粒子能感應(yīng)到你的狀態(tài),并且你的狀態(tài)改變了之后我的也能跟著改變,這樣才算傳遞了信息。可是量子糾纏并不是,你在觀測到其中一個粒子狀態(tài)的時候,他們之間的糾纏狀態(tài)就解除了,更別提什么改變狀態(tài)讓我改變了。科學(xué)家們基于量子糾纏做的量子通信主要是看中了這里面的絕對安全性,這個過程還需要傳統(tǒng)通信方式加以輔助(通信方必須通過傳統(tǒng)的通信方式將他們測量的一些信息告訴接受方,接受方才能根據(jù)量子理論對信息進(jìn)行還原),所以,他們整體是無法超光速傳遞信息的。

量子通信是個不準(zhǔn)確的名字

很多人會理所當(dāng)然的那樣想,很多是被這個名字誤導(dǎo)了的。量子通信,通信通信嘛,那肯定就是利用量子原理傳遞信息了,但是不對,現(xiàn)在所謂的的量子通信,其實都是用來做量子加密保密的。量子通信雖然無法超光速通信,但是它可以讓通信在原理上實現(xiàn)絕密,這一點對于國家安全非常重要。

傳統(tǒng)的通信無論怎么樣都避免不了被人竊聽,被竊聽不是最關(guān)鍵的,最關(guān)鍵的是別人竊聽了你還不知道。但是量子有奇怪的特性啊,有任何人對他進(jìn)行了觀測通訊,它的狀態(tài)就會改變,所以一有人監(jiān)聽我就立馬能知道。

使用量子糾纏原理實現(xiàn)通信絕密的是E91協(xié)議,其實還有一種非常常用的叫 BB84協(xié)議,它是利用單個光子的偏振實現(xiàn)通信,利用單個光子的不可復(fù)制性保證其安全。

總結(jié)

所以,量子通信其實是量子加密,他們在通信的過程中還是需要建光纜光纖這些東西,真正的信息依然是通過傳統(tǒng)的方式傳遞出去的,而這是不可能超光速的。

所以,別在幻想什么通過量子瞬間移動瞬間超星系通話了,這是不可能的,指令發(fā)送依然需要傳統(tǒng)的方式,時間差當(dāng)然還是存在的。

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