“反常”的世界

大可

魔术师有一个节目，叫“心电感应”：助手背转身，魔术师抽一张扑克牌，或者随便让哪个观众随手拿一样东西给他，助手都会准确无误地说出是什么牌、什么东西。魔术师宣称：他俩有心电感应！

观众热烈鼓掌，不过都不相信什么心电感应，心悦诚服的是魔术师高超的技巧。

量子世界有“心电感应”！不过那叫“量子纠缠”。

趣时空穿越

量子？是什么东西？

哦，它不是东西，是“东西”的最小单位。

米、千克等等都是“单位”。1米可以分割成10分米、100厘米、1000毫米……1毫米还可以分割成2个0，5毫米，等等。千克也同样可以分割。

量子却不可以分割，它是能量的最小单位。比如光，就有光的量子，也叫“光子”。有一个光子、两个光子等等，但没有半个光子，l/4的光子。对于原子、电子等等其他粒子也是这样。

我们通过基站交换机等载体传输短信；

我们通过互联网等载体传输电子邮件、微信。

量子也可以传输，可以传输一个量子、两个量子、一切“整数”的量子，但不能传输1，5个量子。

量子传输也是通信，但传输的不是什么短信、微信，而是量子信息。

下面是一条“旧闻”：

存放机密文件的保险箱被放入一个特殊装置后突然消失，同一瞬间出现在相距遥远的另一个装置中被安全取出。这是电影中的“超时空穿越”，现实中能不能实现呢？

中国科学家用“量子态隐形传输技术”将科幻变成现实：

一个量子态在北京长城脚下消失，没有经过任何载体，瞬间出现在了16公里以外的张家口市怀来县。

中国科学家还让量子态“穿越”青海湖，距离是上面的6倍多！

看了关于量子的介绍，对“量子态隐形传输技术”理解起来就容易了吧？首先，它运用的是量子态，也就是量子系统的状态，不管这个系统长什么样，我们知道它不是交换机，不是互联网……其次，是隐形传输的哦！多神秘啊！

究竟是如何实现“超时空穿越”的？不得不说说“量子纠缠”。

科学家这么解释：

量子纠缠，是指在由两个或两个以上粒子组成的系统中，粒子相互影响的现象。

一旦两个粒子之间发生纠缠，无论两个粒子距离多么遥远，其中一个粒子状态的改变总会引起另一个粒子的变化，而这之间并没有任何载体，仿佛有“心电感应”那般。

量子态隐形传输利用的就是量子的这种特性。首先把一对携带着信息的纠缠的光子进行拆分，将其中一个光子发送到特定位置，这时，两地之间只需要知道其中一个光子的即时状态，就能准确推测另外一个光子的状态，从而实现“超时空穿越”的通信。

反常

你看懂量子了？

可是量子世界的很多事，科学家至今还在摸索！

它与我们知道的世界太不一样了，连爱因斯坦这样伟大的科学家，也不能接受它的某些“反常”！

比如，在我们知道的世界里，测量一个长方形的面积，只需测出这个长方形的长和宽，将长和宽相乘即可，长×宽=宽×长，而积不变。

可是到了微小的量子世界，不再仅仅是简单地测量长和宽了，而是测量这些物质形成的动量和位置，而一个小小的观测动作，如光子的“投射”，都会影响到动量和位置，因此得出的长和宽是变化的，长×宽≠宽×长，而积是不一样的。

奇妙的事情还多着呢。又比如，有一只“薛定谔的猫”，这只猫是活的同时又是死的，是活是死全凭观测、测量，否则它将永远处于半死不活的叠加态！这是由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出的理论。

很怪异，是吗？

别管这只“猫”是什么“态”，我国的潘建伟等科学家，就在国际上首次成功制备了八光子薛定谔猫态！

对量子世界我们只说了一点点，说得很简单，为了好懂，有的可能会说得不太“准确”。如果你感兴趣，可以自己再去深入“研究”一下。

但是，你明白了一小点没有？量子世界属于“微观世界”，我们的世界属于“宏观世界”，两个不同的世界，“反常”、“正常”的规则是不一样的！

好用

可是，“反常”的量子，在我们世界又十分好用，说起来，我们的世界也是量子组成的呀！

除了可以让信息传输变得更安全外，还有很多新科技、新发明就源于这个古怪世界提供的理论。比如计算机技术、能源技术、信息技术，比如半导体、电子显微镜、集成电路、核能、激光、分子生物……都能看到它们的身影。

哦？这些名词太枯燥？那么来点“活生生”的吧。

中国量子保密通信“京沪干线”工程不久将交付使用。这是什么工程？哦，是连接北京、上海的量子通信网络，能保证通信安全，不被窃听，难以破解！

我国科学家屡屡刷新量子领域的世界纪录，中国科学院院士潘建伟教授说：在量子信息技术方面，我国现在处于领跑的位置。中国光学学会理事长郭光灿院士说：中国量子通信的实际应用走在了国际前沿。

潘教授他们为量子计算机的诞生也做出了巨大贡献，他们的目标是，构建新一代的量子计算机，速度比当前最快的超级计算机快百亿亿倍。

看出量子计算机跟一般计算机的不同了吧。因为运用了“量子纠缠”等技术，它的速度惊人！

速度可有用啦！

据说，美国投入巨资研发量子计算机，想攻破世界各地银行、军队等等所设定的最安全的密码。

谁也不想自己的密码被破解。如果你的银行卡密码被破解，存款可能会消失得无影无踪；如果你的密件密码被破解，别人便会对你了如指掌，太不安全了！

如果密码是4位数，那么组成这个密码的可能种数有l万种，6位数的话有100万种……所以，数字越大，越难被破解。

有一种加密方法就是利用“大数不可分解性”，当大数被成功分解时才会泄密，而要分解一个很大很大的数，是很难的，而且，大数每增加一位数，增加的破解难度不是几倍、十几倍可言……

速度就显示威力了。

比如，用现在全世界的计算机一起分解一个要几百万年才能成功的数字，量子计算机只要几分钟！

哎呀，那密码不是太不安全了吗？

但是，你想啊，如果运用量子世界规则来加密呢？在量子世界，窃取密码的人在“偷看”时都会“撞击”到它而使它发生更动，就会被密码主人察觉。这样的密码还能破解吗！

在量子这个科学领域，我国不仅仅有潘教授、郭院士，还有好多科学家在世界上也鼎鼎大名，你去搜搜看吧！