魔法時代的一次靈異事件:《一次搞懂量子通訊》選摘

2021-09-21 05:10

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絕對安全的資訊傳輸?秒破全世界加密系統的超級電腦?瞬移、穿越將不再是科幻?

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2016年8月16日,潘建偉院士的量子通訊衛星飛上天了。

2017年8月10日,「墨子號」完成3大科學實驗任務,實現星地間1200公里的超遠距離量子糾纏分發、量子密鑰分發、量子隱形傳態。

2017年9月29日,連接北京、上海,全長2000多公里的量子通訊骨幹網路「京滬幹線」開通,與「墨子號」成功對接。

2018年11月13日,武漢-合肥量子通訊網「武合幹線」開通;同年底,中國量子網路線路總長超過7000公里。

今天,已經有量子通訊手機和視訊會議系統,政府和銀行都用量子通訊傳輸加密資料,阿里巴巴已經把量子通訊搬到雲端。下一步,量子通訊的大規模商業化正蓄勢待發。也許不久後,人人都會用無法破解的加密網路「剁手」、聊天、看直播。難道,你還覺得量子理論是象牙塔裡的黑科技,和你的生活毫無關係?

讓我們先從神祕的量子理論開始,解密量子通訊。

這註定是一段不可思議的旅程。

任何足夠先進的科技,初看都與魔法無異。——亞瑟.克拉克(Arthur Charles Clarke)

如果你完全不懂量子力學,請放心大膽地往下看,我保證不用任何公式就能秒懂,連1加1等於2的幼兒園數學基礎都不需要。

如果你自以為懂量子力學,請放心大膽地往下看,保證看完會仰天長嘆:「什麼是量子力學啊?!」

正如量子力學兼撩妹大師理察.費曼(Richard Feynman)的名言:「從前,據說世界上只有12個人懂相對論—我不信。也許曾經只有1個人懂相對論,但當人們看他的論文後,懂的人肯定不只12個。然而另一方面,我可以有把握地說,沒有人懂量子力學。」

換句話說,誰要是覺得自己徹底搞懂量子力學,那他肯定不是真懂。

在燒腦、反直覺和「毀人三觀」方面,恐怕沒有任何學科能和量子力學相比。如果把理工男最愛的大學比做霍格華茲魔法與巫術學院,唯一能與量子力學專業相提並論的只能是黑魔法。

然而,量子理論之所以看上去如此神祕,不是因為物理學家故弄玄虛。其實,量子理論誕生之初的搖籃時期,它原本只是人畜無害的學科,專門研究電子、光子之類的小玩意兒。而「量子」這個現在看來很厲害的名詞,本意不過是指微觀世界中「一份一份」的不連續能量。

這一切都源於一次物理學的靈異事件……

20210917-《一次搞懂量子通訊》書封。(時報出版)
一次搞懂量子通訊》書封。(時報出版)

*作者畢業於復旦大學理論物理專業科系,研究方向為量子級別的分子電子學與理論計算。現從事網路+人工智慧行業創業。知乎站內的科普作者,本文選自作者新作《一次搞懂量子通訊》(時報出版)

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