瞬间移动将成为现实？在量子时代中是可能的

罗彻斯特大学物理学助理教授约翰·尼科尔(John Nichol)的实验室中，量子处理器半导体芯片连接到电路板上。尼科尔和物理学教授安德鲁·乔丹(Andrew Jordan)正在探索在遥远的电子之间建立量子力学相互作用的新方法，并有望在量子计算领域取得重大进展。图片来源：罗切斯特大学照片/ J. Adam Fenster

 

隐形传送已经在许多实验量子信息处理平台中得到了证明，它是进行量子误差校正，基于测量的量子计算和量子门隐形传态的必不可少的工具。

 

但是，量子隐形传态以前尚未在量子点自旋量子位中得到证明。根据量子隐形传态的要求，将纠缠的自旋对分开到较远的位置，已经成为量子点隐形传态的主要挑战。

 

罗彻斯特大学和普渡大学的科学家通过使用最近证明的通过海森堡交换分布纠缠自旋态的技术克服了这一挑战。

 

通过这项研究，他们表明电子之间可能有隐形传送的可能。这项研究是改进量子计算的重要步骤，而量子计算又有可能通过提供更快、更高效的处理器和传感器来革新技术、医学和科学。

 

科学家展示了使用电磁光子创建远距离纠缠的量子位对的量子隐形传态。

 

罗切斯特物理学助理教授约翰·尼科尔(John Nichol)表示：“个体电子很有希望成为量子位，因为它们之间的相互作用非常容易，半导体中的各个电子量子位也具有可扩展性。可靠地创建电子之间的长距离相互作用对于量子计算至关重要。”

 

“尽管事实证明，创建远距离传输所需的纠缠的电子量子对对具有挑战性：尽管光子自然地在远距离内传播，但电子通常被限制在一个地方。”

 

使用基于海森堡交换耦合原理的技术，科学家证明了使用电子进行量子隐形传态。单个电子就像条形磁铁，其北极和南极可以指向上方或下方。

 

极的方向(例如北极是否指向上方或下方)被称为电子的磁矩或量子自旋态。如果某些种类的粒子具有相同的磁矩，则它们不能同时在同一位置。即，处于相同量子态的两个电子不能彼此重叠。如果这样做，他们的状态将及时来回交换。

 

尼科尔说：“我们提供了“纠缠交换”的证据，其中，即使粒子从未相互作用，我们也会在两个电子之间产生纠缠，而“量子门隐形传态”是使用隐形传态进行量子计算的一种潜在有用技术。我们的工作表明，即使没有光子也可以做到这一点。”

 

量子隐形传态(Quantum teleportation)，又称量子遥传、量子隐形传输、量子隐形传送、量子远距传输或量子远传，是一种利用分散量子缠结与一些物理讯息(physical information)的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。是一种全新的通信方式。它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，在量子纠缠的帮助下，待传输的量子态如同经历了科幻小说中描写的“超时空传输”，在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。

必须说明的是：量子遥传并不会传送任何物质或能量。这样的技术在量子信息与量子计算上相当有帮助。然而，这方式无法传递传统的资讯，因此无法使用在超光速的通讯上面。量子遥传与一般所说的瞬间移动没有关系，量子遥传无法传递系统本身，也无法用来安排分子以在另一端组成物体。

 

更多详情，参见：量子隐形传态_百度百科