糾纏光子對是當激光束穿過像貝塔硼酸鋇這樣的晶體時產(chǎn)生的。這種晶體偶爾會將一個紫外光光子轉換成兩個能量較低的光子，一個垂直極化(在紅色錐體上)，一個水平極化(在藍色錐體上)。如果光子碰巧沿著錐形交點(綠色)傳播，則兩個光子都沒有確定的偏振，但它們的相對偏振是互補的；然后它們就會糾纏在一起。彩色圖像(右圖)是一張下轉換光的照片。顏色不代表燈光的顏色。
Alice 和 Bob 預期他們將在未來傳送一個光子。在準備過程中，他們共享一對糾纏的輔助光子，Alice 取得光子A和Bob取得光子B，而不是測量他們，他們各自存儲光子而不干擾微妙的糾纏態(tài)(見下圖)。
一種量子測量
對輔助物質和人(左圖)進行的聯(lián)合測量將它們改變?yōu)殡S機量子狀態(tài)，并產(chǎn)生大量隨機(但重要的)數(shù)據(jù)-每個基本態(tài)兩個比特。通過“遠距離的詭異作用”，測量還可以立即改變遙遠的對應物的量子狀態(tài)(右圖)。
在適當?shù)臅r候，愛麗絲有第三個光子--稱為光子X--她想要傳送給鮑勃。她不知道光子X的狀態(tài)是什么，但她希望Bob擁有一個具有相同偏振態(tài)的光子。她不能簡單地測量光子的偏振并將結果發(fā)送給鮑勃。一般來說，她的測量結果不會與光子的原始狀態(tài)相同。這就是海森伯格的不確定性原理在起作用。
相反，為了傳送光子X，Alice與光子A聯(lián)合測量它，而不確定它們各自的偏振。例如，她可能會發(fā)現(xiàn)它們的偏振相互“垂直”(然而，她仍然不知道其中任何一個的絕對偏振)。從技術上講，聯(lián)合測量將光子A和光子X糾纏在一起，稱為貝爾態(tài)測量。愛麗絲的測量產(chǎn)生了一種微妙的效果：它改變了鮑勃的光子，使其與她的測量結果和光子X最初所處的狀態(tài)相關聯(lián)。事實上，鮑勃的光子現(xiàn)在攜帶著她的光子X的狀態(tài)，無論是精確的還是以簡單的方式修改的。
為了完成隱形傳送，愛麗絲必須向鮑勃發(fā)送一條消息--一條通過傳統(tǒng)方式旅行的消息，比如電話或紙條。在他收到這條消息后，如果有必要，Bob可以變換他的光子B，最終結果是它變成了原始光子X的精確復制品。
Bob必須應用哪種轉換取決于Alice測量的結果。有四種可能性，對應于她的光子A和X之間的四種量子關系。鮑勃必須對他的光子應用的典型轉換是將其偏振改變90度，他可以通過具有適當光學性質的晶體發(fā)送它。
愛麗絲得到的四種可能結果中的哪一種是完全隨機的，與光子X的原始狀態(tài)無關。
因此，在得知愛麗絲的測量結果之前，鮑勃不知道如何處理他的光子?？梢哉f，鮑勃的光子瞬間包含了愛麗絲原著的所有信息，這些信息是由量子力學傳輸?shù)侥抢锏摹?/p>
然而，為了知道如何讀取這些信息，鮑勃必須等待經(jīng)典信息，它由兩個比特組成，傳播速度不超過光速。
懷疑者可能會抱怨，唯一被傳送的東西是光子的偏振態(tài)，或者更廣泛地說，是它的量子態(tài)，而不是光子本身。但由于光子的量子狀態(tài)是它的定義特征，隱形傳輸其狀態(tài)完全等同于隱形傳輸粒子。
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懷疑者角落
常見隱形傳態(tài)問題解答：
把這稱為心靈傳送是不是太夸張了？畢竟，傳送的只是一個量子態(tài)，而不是一個實際的物體。我們說的身份是什么意思？我們怎么知道一個物體--比如說，我們早上在車庫里找到的那輛車--是不是我們剛才看到的那輛？當它具有所有正確的特征和屬性時。量子物理強化了這一點：處于相同量子狀態(tài)的相同類型的粒子即使在原則上也是不可區(qū)分的。如果人們能小心地將車內的所有鐵原子與一塊礦石中的鐵原子交換，并準確地再現(xiàn)原子的狀態(tài)，最終結果將在最深的層面上與最初的汽車完全相同。身份不僅僅意味著：在所有屬性中都是相同的。
這不是更像是“量子傳真”嗎？傳真產(chǎn)生的復印件很容易與原件區(qū)分開來。此外，由于量子不可克隆定理，在量子隱形傳態(tài)中，原件必須被銷毀。
我們能希望傳送一個復雜的物體嗎？存在著嚴重的障礙。首先，物體必須處于純量子狀態(tài)，而這種狀態(tài)非常脆弱。原子和較大物體的實驗必須在真空中進行，以避免與氣體分子碰撞。即使是一小塊物質，也只會受到來自設備壁的熱輻射的干擾。這就是為什么我們在日常生活中看不到量子效應的原因。另一個問題是貝爾態(tài)測量。比方說，對由107個原子組成的病毒進行貝爾態(tài)測量意味著什么？我們如何提取這樣的測量將產(chǎn)生的108比特或更多的信息？對于一個只有幾克重的物體來說，這些數(shù)字是不可能的：超過1024比特的數(shù)據(jù)。
傳送一個人需要量子精度嗎？對于同一個人來說，處于相同的量子態(tài)似乎并不是必要的。我們一直在改變我們的狀態(tài)，但仍然是同一個人--至少就我們所知是這樣！相反，同卵雙胞胎或生物克隆不是“同一個人”，因為他們有不同的記憶。海森伯格的不確定性是否會阻止我們精確地復制一個人，讓她認為自己和原始的人是一樣的？誰知道呢。然而，有趣的是，量子不可克隆定理禁止我們制造一個完美的人的復制品。
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請注意，量子隱形傳態(tài)并不會導致光子X的兩個副本。
經(jīng)典信息可以被復制任何次數(shù)，但完全復制量子信息是不可能的，這一結果被稱為不可克隆定理，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的伍特斯和沃伊切赫·H·祖雷克在1982年證明了這一定理。(如果我們可以克隆一個量子態(tài)，我們就可以用這些克隆來違反海森伯格原理。)。愛麗絲的測量實際上使她的光子A和光子X糾纏在一起，而光子X可能會失去所有的記憶，可以說，它的原始狀態(tài)。作為糾纏對的一員，它沒有單獨的偏振態(tài)。因此，光子X的原始狀態(tài)從愛麗絲的域中消失。
理想的量子隱形傳態(tài)依賴于發(fā)送者Alice和接收者Bob共享一對糾纏的粒子A和B。Alice有一個處于未知量子狀態(tài)X的粒子。Alice對粒子A和X進行了貝爾態(tài)測量，產(chǎn)生了四種可能的結果之一。她用普通的方式把結果告訴了鮑勃。根據(jù)Alice的結果，Bob保持粒子不變(1)或旋轉粒子(2，3，4)。無論哪種方式，它最終都是粒子X的復制品。
隨機數(shù)據(jù)的傳輸
測量數(shù)據(jù)必須通過常規(guī)方式發(fā)送到遠程接收站。這一過程受到光速的限制，因此不可能以比光速更快的速度傳送人。
目前世界公認的四大科學難題包括生命起源、意識本質、物質結構和宇宙演化，掌海科技的量子能遠程技術與這四者都有著密切的關系。據(jù)悉，國內掌海環(huán)?？萍加邢薰?/strong>是全球首家量子能科技創(chuàng)新解決方案提供商，其發(fā)明的量子遠程控制技術，可遠程精準控制、改變物質內部結構，解鎖、釋放物質的質子能，已在環(huán)境治理、水凈化、國防科技、醫(yī)療健康等多個領域實際應用，并發(fā)揮了奇效。太棒了！
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