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看板 Gossiping
作者 標題 Re: [問卦] 有沒有量子隱形傳輸的八卦
時間 Thu Nov 29 18:56:15 2012
: : 三年前國際期刊自然曾經發表說
: : 大陸成功利用量子隱形傳輸透過16公里長的信息道將實物從A傳到B
: : 這到底是怎麼做到的??
: : 又過了三年現在大陸科技一定更進步
: : 是不是也可以傳送人了???
: : 台灣在0.1秒內被200萬共軍侵占直接投降 吱吱崩潰
: : 有沒有量子隱形傳輸的八卦???
: 量子傳輸 不是傳輸物質 是傳輸量子態
: 有種量子力學的現象 叫做量子糾纏
: 不管距離多遠 成對的粒子量子態會不同
: 因此不管兩個粒子分離多遙遠
: 只要觀察其中一個的狀態 就可以知道另一個狀態為何
: 目前還沒有技術透過改變狀態 去影響遠方的狀態 所以無法進行所謂的超光速傳遞
: 雙方都只能觀察 現實的應用是當作加密用的工具
: 理論上這種加密方式 沒有已知的方法破解
既然有人問到這麼艱深的問題，那我試著用比較白話的方式解釋～
不過，在討論量子隱形傳輸前，我們之先來聊聊『瞬間移動』。
不過，在討論量子隱形傳輸前，我們之先來聊聊『瞬間移動』。
『瞬間移動』，Teleportation，是由 Tele(遙遠)與Transportation(輸送)兩字組成
又稱為遠距傳輸。它是將人或物從甲地瞬間移動到乙地。最早的歷史記錄，是在宗教上，如：聖經就有記載：
『他們 從 水裡 來，主的靈 把 腓利 提了去
......
在 亞鎖都 遇見 腓利，他 走遍 城邑，
宣揚 福音 直到
該撤利亞 』
《微 移動》
1877年，在一本科幻小說『沒有身體的男人』(The man without body)裡提到科學家
試著將自己瞬間移動，但傳送到一半時，電力耗盡，最終只傳了腦袋過去。
以福爾摩斯著名的作家科南道爾，在其小說『解構機』亦提及到類似的方法。
另外，像是電影『變蠅人』，或是將瞬間移動發揮到淋漓盡致的影集『星艦迷航記』，
註:『星艦迷航記』因為製片預算有限，工作人員沒有錢做出太空船升降的特效與場景，
只好透過『瞬間移動』(cost down)來移動企業號上的人員到目的地。
值得一提的是，由於瞬間移動不斷地遭到科學家的質疑，因為要將一個人瞬間移動
必須得知道他體內每一個原子的確切位置，但這卻違反了海森堡的『測不準原理』，
亦即，我們無法得知一個電子的確切位置和速度。所以星艦迷航記的製片人決定加裝
一個『海森堡補償器』的東西到移轉室，來消弭這些批評聲浪。不過，這玩意或許是
多此一舉，因為早期的科學家也許錯了。
一個『海森堡補償器』的東西到移轉室，來消弭這些批評聲浪。不過，這玩意或許是
多此一舉，因為早期的科學家也許錯了。
註:「測不準原理」又稱為「不確定性原理」(Principle of Uncertainty)是指：
一個粒子的位置的不確定性乘上其動量的不確定性一定大於或等於普朗克常數除以2π
或是一個粒子的能量的不確定性乘上其時間的不確定性一定大於或等於普朗克常數除以2π
當所有的不確定性=0，牛頓定律便成立了。
上述的說明可能太文言文了，這不符合科普的精神，在此，咱引用一位學者說過的話，
他是這樣揶揄海森堡：
「海森堡的測不準原理一定是他在思考自己的愛情生活時發現，因為
有時間的時候，他沒有體力；當時機正好時，他卻想不出適當的體位！」
大家只要記住上述的類比就可以了解『測不準原理』精神所在。
以牛頓力學來說，瞬間移動是絕不可能，因為其定律都是建立在「物質由許多堅硬的
小球構成，除非受到推動，否則不可能移動」，物質不可能突然從某個地方消失，
又突然從某個地方出現，換就話說，就是『不可質疑你的神（牛頓）！』
不過，這項主宰科學界150年的定律在1952年被海森堡、薛丁格等人所發明的量子理論
推翻！因為根據此理論，粒子的特性正是如此！
註:早在1905年，愛因斯坦證實了光波也可能表現出粒子般的特性，
1920年，薛丁格想到了電子等粒子也可能展現出類似波的行為。
既然電子可以用波來描述，其波動方程式是什麼？沒多久，薛丁格與其中一位
女友（or 情婦）在阿爾卑斯山渡假時寫出了電子波的微分方程！
簡而言之，電子確實是粒子，只不過要找到這個粒子的機率是由薛丁格的波動方程式
決定；波越大，代表找到特定粒子的機率越高！
後來他用該方程式來解氫原子的波函數，得到波耳的電子繞原子核運轉的模型實際上
是錯的！電子並非循著特定的軌道繞行原子，而是以波動的方式在原子核周圍運動！
所以大家請把腦袋中那個傳統的電子繞原子核運轉的畫面擦掉，雖然媒體、廣告常用
這個來代表科學。也因此，隨機與機率便闖入了物理學，連愛因斯坦也說了著名的話：
『上帝不會擲骰子！』
他認為，「量子理論越成功，它就越愚蠢！」
是否願意接受祝福(Y/n？) Yes！
是否願意接受量子論(Y/n？) No！今天，如果你試著畫出了人體的波函數，它會跟你身體的每一部份都很像，有些波會朝
其他地方亂跑，有些波則是不斷地延伸到某個星球。哪天你醒來，發現自己身在亞利安星球，這一點也不意外，不過...機率非常非常低！
（下次你在pub撿屍時，若隔天公雞啼叫前不幸發生屍變，這位你撿來的大體要將你
告上衙門，或許可以試試這個理由，至於法官信不信...反正我是不信啦....XD）
因為在原子內部，量子的躍遷是極為平常，但要發生在人體，卻很難。畢竟，人是由
數以兆個原子構成，整體而言，電子在原子核周圍運動跳躍，這些不規則的運事實上是互相抵消。因此，我們身上的物質才會堅固穩定。
現在，讓我們回到一開始的主題，量子傳輸是不是有可能？
當然！不然就不會登上新聞了，不過，這是有條件的！它是基於所謂的『EPR實驗』。
這篇論文，主要的目的是想要把機率趕出物理學，但後來卻適得其反！)
底下先解釋何謂『量子糾纏』（Quantum Entanglement）：
當電子一開始以相同的步調振動時（亦稱之為同調coherence），兩者會保持波狀的
同步化，就算相隔好幾光年，他們之間有一道看不見的薛丁格波，像命運的紅線一樣將他們聯繫起來。當其中一顆電子發生狀況時，相關訊息就會立即傳遞給對方，
這個現象稱之為『量子糾纏』。翻成白話就是：在漫畫『三隻眼』，藤井八雲被貝納雷斯放逐到亞空間去尋找第三隻
三隻眼時，貝納雷斯施了『咒的命綱』在八雲身上...。一旦八雲發現三隻眼時，
貝納雷斯就會瞬間將八雲從亞空間拉回地球。ps.請各位將『咒的命綱』想像成這道看不見的薛丁格波～
也就是說，以同調振動的粒子彼此間有某種緊密的連結存在！
現在，我們假設有兩顆電子以相同的步調來回振盪，之後，我們再讓他們以相反的方向
飛去，那麼它們會像陀螺般地旋轉。根據量子定律，在我們進行量測前，他們的旋轉面
是朝上與朝下的總合。就在我們開始觀測時，電子的狀態就確定了（波函數崩潰囉！），
它們就只能朝上或是朝下。所以你只要測量其中一顆電子的旋轉方向，例如，朝上，你可以馬上知道另一顆是朝下，
你知道這點的速度甚至超越了光速！對此，愛因斯坦用『遠距離的鬼魅作用』
Spooky-Action-at-Distance)來諷刺、甚至這間接證明了量子理論是錯的，因為這世上哪有東西跑得比光還快？
不過，代誌不是bumbler想得那麼簡單。
45年後，幾位法國的科學家用實驗證明了量子糾纏！是的！上帝真的在擲骰子！
雖然訊息傳遞的速度快過光速，但這裡的訊息是隨機的、沒用的。因為你無法用EPR實驗
來傳遞真正的訊息或摩斯電碼，甚至是台灣今天的股價行情！好比說，有位老兄總是喜歡戴綠帽子與穿紅鞋子。當你看到他戴上綠帽子時，你就能以
比光還快的速度知道他一定是穿紅鞋子！當然啦，知道這樣的訊息是沒有任何意義。
不過，直到1993年，EPR實驗又重新獲得正視！
一群IBM的科學家經由EPR實驗，證實了在原子層次中，要瞬間移動物體確實有可能的。
也就是說，可以傳遞粒子所攜帶的訊息。
2004年，科學家成功將訊息經由光子與鈹原子傳送！
2006年，訊息經由銫原子傳輸了半碼的距離！這是第一次用光（信息與載體）與
原子間的量子傳輸。
2007年，科學家提出了不靠量子糾纏的傳輸方式！（依靠『玻色愛因斯坦凝結態』
Bose Einstein Condensate, BEC法）20xx年，預計可以傳輸DNA或是病毒。
2xxx年，人，如果可以辦得的話。
或許有人會問，傳輸複雜的分子是有多難？
Well，或許失業的人將會告訴你，這絕對比幫他找份工作還簡單！
以上
參考資料:
1.電影中的不可能
2.wikipedia
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
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→ :END1F 11/29 18:56
推 :嗯嗯 略懂2F 11/29 18:56
→ :未看先猜本篇一堆人直接按END3F 11/29 18:57
推 :看不太懂，不過寫的很幽默，好文一篇4F 11/29 18:59
推 :傳過去的宇宙還跟原來的宇宙一樣嗎?5F 11/29 18:59
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推 :推8F 11/29 19:04
推 :你每次寫的科普小故事我都覺得好好看:D9F 11/29 19:05
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→ :會有的相對反應
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※ hatako:轉錄至某隱形看板 11/29 19:17推 :推26F 11/29 19:18
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→ :是嗎?@@
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推 :很好看 想問一下證明量子糾纏和上帝真的擲骰子有什麼關係36F 11/29 19:31
推 :Wiki 玻色-愛因斯坦凝聚可以用來「凍結」光 ~37F 11/29 19:31
→ :講那麼多太浪費了，就跟鄉民說周星馳電影鹿鼎記中雙兒就好38F 11/29 19:32
→ :太奇妙 完全只能當作巫術來理解了...39F 11/29 19:32
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推 :恩恩 我懂 看不懂的科學才是科學對吧!!70F 11/29 21:10
推 :八卦難得科普71F 11/29 21:12
推 :推 要寫科普真的不簡單72F 11/29 21:20
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推 :只看得懂前一半XD 但還是很有趣75F 11/29 21:28
推 :嗯，這篇好厲害！都是寫中文，但是我讀完竟然完全不懂……76F 11/29 21:28
→ :各位抱歉了~下次我會繼續努力把高深的科學寫得更簡單一點～77F 11/29 21:34
→ :這次的題目真的很有難度與深度~
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→ :又這麼多時事梗 深度中又帶有幽默 引人入勝 太強大了
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推 :你又出現了 必推啊~86F 11/29 22:18
推 :太靠北了哈哈哈87F 11/29 22:20
推 :88F 11/29 22:51
推 :天阿太酷了~89F 11/29 22:58
推 :純推三隻眼 看懂的可能也逼近三十歲了90F 11/29 23:03
推 :要推板上科普寫手 但這次這個真的太難91F 11/29 23:27
推 :能寫出來真的很了不起92F 11/29 23:33
推 :好文要推93F 11/29 23:37
推 :推94F 11/29 23:39
推 :有~~~這麼簡單嗎?95F 11/29 23:43
推 :推96F 11/30 00:05
推 :先推97F 11/30 00:12
推 :專業推 先推再看喔!!98F 11/30 00:30
推 :GOOD99F 11/30 00:52
推 :還是看不懂100F 11/30 01:00
推 :是水精靈耶!科學說書人!101F 11/30 01:11
推 :好文可是還是看不懂102F 11/30 01:12
推 :這篇難度頗高XDD103F 11/30 01:28
推 :誰能白話點解釋同調性104F 11/30 01:45
推 :寫得蠻好的105F 11/30 02:10
推 :跟我想的差不多106F 11/30 02:40
推 :這麼難的東西怎麼可以講得這麼有趣！107F 11/30 03:03
推 :雖然看不懂但是好像很好笑(?108F 11/30 08:50
推 :好強大 看來我只有機會活到病毒傳輸的年份而已了109F 11/30 09:06
推 :推110F 11/30 09:41
推 :push111F 11/30 10:03
推 :恩 跟我想得差不多112F 11/30 12:24
推 :你講銃夢還比較多人懂 銃夢理面有談到量子力學113F 11/30 13:37
→ :大推科普文~ 但三隻眼爛尾…114F 11/30 14:05
推 :微 移動XD115F 11/30 16:48
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