量子糾纏與量子通信

寂靜天花板

% o* q) ?( L$ v. X. u! C8 U- x自然》雜志上先后刊出文章“百公里自由空間通道上的量子隱形傳輸與糾纏分發(fā)”（下稱文1）和“143公里上用主動前饋的量子隱形傳輸”（下稱文2）。文1受到好評：“為基于衛(wèi)星的量子通信、遠(yuǎn)距離的量子力學(xué)基礎(chǔ)檢驗鋪平了道路”，“來自于潘建偉小組的另一個英雄的實驗工作”，“有望成為遠(yuǎn)距離量子通信的里程碑”。文2主持人澤林格稱：“我們的實驗表明，量子技術(shù)如今是如何地成熟，在實際應(yīng)用中如何地有用。”他們給人的印象是，量子隱形傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟，下一步該是準(zhǔn)備建覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡(luò)。澤林格得知我國要發(fā)射量子衛(wèi)星后，專程來了兩次，希望能參與這項工作�！皽�森路透”組織發(fā)布的2012年度諾貝爾物理獎預(yù)測中，首列了貝內(nèi)特，布拉薩德和沃特斯，因他們開創(chuàng)性地提出了一種量子傳輸協(xié)議，該協(xié)議已經(jīng)通過實驗驗證。這種傳輸很神奇，貝內(nèi)特把它比作伏都教的通靈術(shù)。文1和文2都是這協(xié)議的實施范例和驗證。
對文1，《物理世界》網(wǎng)上有人評論：“我們渴望宇宙的奇跡，但像這樣的文章讓我們失望。...我發(fā)誓可以用6個字母的單字voodoo（通靈術(shù)）解釋量子隱形傳輸。”國內(nèi)網(wǎng)上對此類胡作非為有過猛烈的痛斥：“這也敢拿出來，你真以為人都傻了嗎？”“假的，不可能”，“偽科學(xué)”，“忽悠，接著忽悠”，“劉謙的魔術(shù)”，“中國又開始出新的氣功大師了”，“見鬼了吧”，“愚人節(jié)嗎？”。他們像一群嚷嚷皇帝沒有穿衣服的孩子，恐怕科學(xué)史上沒有一篇論文有過如此的遭遇。據(jù)說：諾貝爾物理獎得主克特勒非常反感這種不觸及真正物理問題的所謂時髦工作，說澤林格不懂物理，最會的就是用分束器把一束光分成兩束[做貝爾態(tài)測量和制備多光子糾纏態(tài)]，又挺會搞錢，招了一大批學(xué)生給他干活。另一位得主康奈爾也表示類似的看法，絕對不支持他的學(xué)生用BEC[玻色-愛因斯坦凝聚]做量子信息。據(jù)知，美國國防部早就否定量子隱形傳輸項目。政府在新一輪科技規(guī)劃中已停止對光量子信息項目的支持，并從國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所的量子計算組撤回資金，洛斯阿拉莫斯國家實驗所也失去對量子加密研究的資助。顯然的原因是花了大錢，實事一項無成，很可能在懷疑那是一個大騙局。

對于隱形傳輸，以往有記者去過這種工作的實驗室，想看看光子到底是如何隱形傳輸?shù)�，好像很失望，除了看到在符合計�?shù)器上得到的一些曲線之外，沒有別的。那么要問，不用符合計數(shù)器，遠(yuǎn)離的雙方能否獨(dú)立觀察光子的態(tài)的隱形傳輸？當(dāng)然最好是不用，但是1997年以來的歷次實驗表明，離開符合計數(shù)器就什么戲也沒有了，它們像是魔術(shù)師的必備道具�？磥�，文1和文2的作者們不免有按愿望分析數(shù)據(jù)和做出想要結(jié)論的嫌疑。一般實驗結(jié)果本身就是提供證據(jù)，很少需要做其它驗證，而量子隱形傳輸實驗常常還需要做某種驗證，否則缺少說服力。這種傳輸多般用貝爾型不等式（CHSH不等式）的違反來驗證。文1在5月發(fā)布的預(yù)印本中，未報道這種驗證，在8月的論文中補(bǔ)充說：“CHSH不等式的違反經(jīng)無定域性漏洞觀察。”后面將指出CHSH不等式本身沒有科學(xué)意義。做科學(xué)實驗要準(zhǔn)備失敗，甚至是必由之路，但一再編造不反映事實真相的成果就有問題了，演示量子隱形傳輸?shù)膶嶒炈坪鯇儆谶@種情況。
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再細(xì)看實驗路線，量子隱形傳輸理論要求貝爾態(tài)測量作為其實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，這種測量需要一個被傳輸?shù)膽B(tài)與糾纏態(tài)相乘的乘法器，還需要一個貝爾態(tài)分析器。在文1和文2中，他們用半透半反鏡做乘法操作，用一些偏振分束器、光子探測器和符合計數(shù)器的聯(lián)合做貝爾態(tài)分析。但是，對半透半反鏡的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及它與光的相互作用機(jī)制我們是非常清楚的，它是線性光學(xué)器件，顧名思義它不能用來做非線性的乘法操作，而所用的貝爾態(tài)分析系統(tǒng)也不靠譜，只能觀察貝爾態(tài)的一些特性，無決定性的意義。其乘法操作的目的是產(chǎn)生糾纏交換，不幸，他們是依靠非物理的（子虛烏有的）波函數(shù)坍縮產(chǎn)生想要的糾纏交換，如一本量子信息物理教材中講的：“盡管兩個光子之間（以及分束器中）并不存在可以令光子極化狀態(tài)發(fā)生改變的相互作用，但“全同性原理的交換作用＋符合測量坍縮”還是使兩個光子極化狀態(tài)發(fā)生了改變——糾纏起來�！庇蓛蓚�體系的態(tài)通過線性光學(xué)器件混合成的態(tài)原則上是可以分解成各子系的態(tài)，即不可能有這種糾纏交換發(fā)生。量子隱形傳輸理論是依據(jù)鬼魅隔空作用建立的，因此這種傳輸不僅依據(jù)的理論是錯誤的，他們的實驗演示也是由一系列錯誤操作構(gòu)成，研究工作實在太不嚴(yán)謹(jǐn)，有投機(jī)的意味。對貝爾態(tài)測量和隱形傳輸，澤林格（2000年）杜撰傳輸一個大活人來說事：“對輔助物和[要發(fā)送的]這個人進(jìn)行聯(lián)合[貝爾態(tài)]測量把他們變成一個隨機(jī)的量子態(tài)，以及產(chǎn)生了大量隨機(jī)的（但有意義的）資料——每個基元態(tài)2比特。因鬼魅隔空作用，這一測量也瞬間改變了遙遠(yuǎn)對應(yīng)物的量子態(tài)[變成了那個被發(fā)送的人]。”常聽說，隔空傳輸?shù)目茖W(xué)幻想于1997年終于實現(xiàn)，那是一個彌天大謊。隔空傳輸是幻想，但不是屬于科學(xué)幻想，是巫術(shù)。如果量子巫術(shù)獲諾貝爾物理獎，那我們有大大的好戲看了。
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就數(shù)學(xué)表述的完美性和成效而言，量子力學(xué)好到無與倫比，但就物理思想而論，這個理論竟?fàn)�到不明物理實在，詮釋無奇不有，紛爭不已。費(fèi)曼認(rèn)為“無人懂量子力學(xué)”，不懂例如指不知道一個粒子到底是如何同時通過雙縫發(fā)生干涉的。還有，不知道一對全同粒子到底是如何發(fā)生糾纏的。拉比在玻爾誕辰百周年紀(jì)念大會上講：“我覺得，我們還未得要領(lǐng)，下一代人，他們一旦找到那個要領(lǐng)，就會拍拍腦袋說，他們過去怎么會想不到的呢？”量子干涉的玻爾互補(bǔ)原理解釋和海森伯的不確定性原理解釋導(dǎo)致他們否定微觀粒子的實在性，而量子糾纏的愛因斯坦的隔空作用解釋導(dǎo)致他本人不虔誠相信量子力學(xué)。他因堅持定域?qū)嵲谡摱�被人稱為老頑固。的確，用貝爾型潛變量——粒子的位置、動量、自旋等——肯定無望建立起量子理論，這好像不僅說明實在論荒謬，而且說明量子力學(xué)意味著分離的物體間存在隔空作用，因此一個極端尖銳的問題擺在物理學(xué)家和哲學(xué)家的面前。隨著進(jìn)入信息時代，因渴求新的信息理論和技術(shù)，反對愛因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷脒_(dá)到了高峰。特別是，出現(xiàn)了根據(jù)非定域關(guān)聯(lián)的量子隱形傳輸理論和其“實驗實現(xiàn)”。愛因斯坦不相信存在像傳心術(shù)那樣的鬼魅隔空作用，薛定諤稱之為巫術(shù)�？茖W(xué)地看，絕不可能有無需載體、無需時間、無論多遠(yuǎn)、無任何東西能夠阻擋的信息傳輸通道。量子力學(xué)哪里告訴我們傳遞信息可以不用物理載體？脫離載體的信息傳遞是不可思議的。事實表明，即使不懂量子力學(xué)，只要不失科學(xué)精神，照樣能取得輝煌成就。然而，如果不懂裝懂，基于對量子力學(xué)的錯誤認(rèn)識編造虛假實驗事實，那就要引起警惕了。
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3 Q4 D& L3 F& ?幾乎沒有人會相信神出鬼沒、超距感應(yīng)的事情，這類玩意兒只見于幻想小說或電影，像《西游記》、《星艦奇航記》。驚人的是，1997年以來，在科學(xué)雜志上發(fā)表的有關(guān)論文中都聲稱這樣的事已經(jīng)真的實現(xiàn)，以致期望帶來一場新的技術(shù)革命。以量子隱形傳輸為基礎(chǔ)的量子信息技術(shù)是一場革命還是一個騙局？下面我們來看這個“革命”或“騙局”是怎樣形成的。

(1)波函數(shù)坍縮假設(shè)的謬誤
波函數(shù)坍縮假設(shè)是1927年海森伯提出來的。坍縮是指，一個體系的某個觀察量在被觀測時，體系的波函數(shù)即刻坍縮到該觀察量的本征態(tài)。如果觀察量是粒子的位置，則坍縮到一個點(diǎn)狀波包，認(rèn)為它代表一個實在粒子。愛因斯坦不接受這個假設(shè)，認(rèn)為不能想象一個無限擴(kuò)展的平面波會在探測屏上瞬間坍縮成一個很小的波包。薛定諤杜撰一個貓思想實驗用來暴露和嘲笑波函數(shù)坍縮假設(shè)的荒謬性，因這個假設(shè)意味著人眼的最后一瞥決定貓的死活。海森伯后來（在1960年）明白表示波函數(shù)坍縮不是實在的物理過程，是一種數(shù)學(xué)過程。這里存在著波函數(shù)是實體還是實體的某個方面的問題，或者，實體原本不存在，而是為觀測所創(chuàng)造。如果實體原本存在，則不可能發(fā)生如此般的坍縮。在劍橋的一次會議上，90位物理學(xué)家有一次非正式投票，只有8位宣稱它們的見解與波函數(shù)坍縮有關(guān)。加之因波函數(shù)坍縮無任何可信的實驗證據(jù)，有人稱之聲名狼藉。我們總是相信，測量到的一定是測量前存在的，至多加上測量所引起的某種變化。科學(xué)解釋因果關(guān)系，所有科學(xué)分支都服從因果律，而波函數(shù)坍縮假設(shè)違反因果律，因此許多人歡迎不含波函數(shù)坍縮的量子力學(xué)詮釋，這類詮釋有，玻姆的潛變量詮釋，多世界詮釋，一致性歷史詮釋和系綜詮釋等。澤林格等認(rèn)為符合計數(shù)測量引起的波函數(shù)坍縮——“后選擇”，能使前置的半透半反鏡成為量子糾纏器，這是他們制備多光子糾纏態(tài)的唯一辦法，因為靠晶體的非線性連產(chǎn)生三光子糾纏態(tài)也還希望渺茫。非物理過程怎么能產(chǎn)生物理過程量子糾纏呢？不論量子糾纏的真相如何，僅憑這個情況看，用半透半反鏡結(jié)合符合計數(shù)測量制備多光子糾纏態(tài)是魔術(shù)，所稱的各種應(yīng)用都是畫餅充饑。澤林格認(rèn)為：“最基本的思想是，信息是量子力學(xué)的中心概念。所以，量子力學(xué)并不是關(guān)于實在的，而是關(guān)于信息的，關(guān)于知識的。”“信息在做判斷時是量子化的，所以世界就表現(xiàn)為量子化的�！庇眠@種唯信息論解釋波函數(shù)坍縮也無意義。為了協(xié)調(diào)量子的波動性和粒子性的沖突，乃至解決量子力學(xué)的詮釋問題和測量問題，我們不得不去猜想潛在的實體和潛在的變量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，潛波作為變量天生與薛定諤的波動力學(xué)相容，用潛波等權(quán)疊加的初包能描述一個微觀粒子，以及用它的含峰片（實體）與不含峰片（準(zhǔn)實體）的聯(lián)合能解釋一切量子干涉現(xiàn)象，這證明波函數(shù)坍縮是臆想，是多余的假設(shè)，也說明以表觀坍縮代替名副其實坍縮的退相干綱領(lǐng)沒有意義。波函數(shù)坍縮假設(shè)是量子隱形傳輸理論的要素之一，在文1中稱瞬間投影。
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; l9 G! L. Q/ R" h+ ~) q" M(2)貝爾不等式理論的謬誤
亨利·斯塔普稱貝爾不等式理論是“最深刻的科學(xué)發(fā)現(xiàn)”。貝爾不等式的建立有三個假設(shè)：1.量子力學(xué)是正確的，2.愛因斯坦的實在論或（和）定域性成立，3.觀察量是潛變量（如坐標(biāo)、動量、自旋角動量等）的統(tǒng)計平均。第3條因想當(dāng)然而常被省略，這條是關(guān)鍵，不等式的推導(dǎo)完全按這一條的思路完成。量子力學(xué)公認(rèn)是正確的，沒有問題，而又默認(rèn)“觀察量是潛變量的統(tǒng)計平均”，因此，貝爾型不等式的實驗檢驗違反，就被認(rèn)為無疑證明了實在論和定域性至少有一個不成立。這個結(jié)論的合理性似乎無可懷疑，近半個世紀(jì)以來在物理學(xué)界和哲學(xué)界獲得廣泛的認(rèn)同。然而我們很清楚，微觀粒子的行為與經(jīng)典質(zhì)點(diǎn)的行為非常不同，“觀察量是潛變量的統(tǒng)計平均”這個假設(shè)未擺脫經(jīng)典質(zhì)點(diǎn)行為的意味，這至少說明這個假設(shè)是值得懷疑的，因而貝爾不等式的合理性值得懷疑。常聽說阿斯佩克特等的實驗證明了非定域性，這個說法也有問題�，F(xiàn)在，我們在這里列出一部分量子物理專家對貝爾不等式的批評：
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$ \6 X9 H( @; w. ?) n! t8 y(1)洛察克（G. Lochak）：“依我之見，貝爾不等式的實驗違反無關(guān)于所謂的“非定域性”或“非分離性”。這違反只不過表明量子幾率不是經(jīng)典幾率！”
# P! E) z9 m+ t. A/ o(2)德拜銳（W. De Baere）等：“首先，必須認(rèn)為量子數(shù)學(xué)體系本身是完全定域的，意即在一個地方的測量結(jié)果統(tǒng)計不依賴于遠(yuǎn)處另外的同時作用。并且，在所有現(xiàn)時有趣的量子場論中，對類空間隔(x-y的平方)，觀察量的對易子 [A(x),B(y)]等于零，這保證定域性�！�
% r5 Y1 R- s- \4 S, g% A(3)佩雷斯（A. Peres）等：“貝爾定理并不意味著量子力學(xué)本身存在任何非定域性。特別是，相對論量子場論明顯是定域的。簡單而顯然的事實是，信息必須被量子化或不量子化的物質(zhì)攜帶。因此量子測量不允許任何信息傳送快于實驗中發(fā)射的粒子格林函數(shù)中出現(xiàn)的特征速度�！�
3 Q" U- c+ n8 ]$ Q4 b( g(4)阿德尼爾（G. Adenier）：“雖然證明貝爾不等式違反的實驗愈來愈準(zhǔn)確和無漏洞，必須強(qiáng)調(diào)，不管如何地準(zhǔn)確和接近理想，它們能證明的不外乎量子力學(xué)的有效性，而不是那定理的有效性。”
+ f% d& ^: T& T& I6 ^(5)貝尼（G. Bene）：“然而，我們堅持認(rèn)為這樣的結(jié)論[分離體系能夠互相影響]在物理上不能被接受。定域性原理（或愛因斯坦分離性）在所有物理學(xué)分支中，甚至在量子物理中，包括最深奧的量子場論，我們已經(jīng)用得很好。頗難相信它只在測量情形中失效。畢竟，測量只是兩個物理體系間的作用，其一是原子組成的宏觀測量器件，對它的結(jié)構(gòu)和作用我們從量子力學(xué)有相當(dāng)好的了解。無留給神秘非定域影響的余地。”
(6)阿卡笛（L. Accardi）等：“我們證明定域條件與貝爾不等式不相關(guān)。我們檢查認(rèn)為貝爾不等式的實際起源是經(jīng)典（柯爾莫戈洛夫）幾率理論可應(yīng)用于量子力學(xué)的假設(shè)�！�
: @; y/ B! ^, {# n$ J) M(7)散托斯（E. Santos）：“實際上至今被實驗上違反的所有不等式都不是單獨(dú)從實在論和定域性條件推導(dǎo)出的真正貝爾不等式，而是要求輔助假設(shè)推導(dǎo)出的不等式。頗為顯然，這種不等式的違反不能駁倒整個定域潛變量理論家族，而只是有限的家族，即滿足輔助條件的那一些�！薄耙牢抑�見，錯誤信仰[定域潛變量理論已在實驗上被駁倒]影響的擴(kuò)大是二十世紀(jì)物理史上最大的忽悠（delusions）之一�！�
6 ?& R# D; j& j8 i/ ?$ P批評貝爾不等式者遠(yuǎn)不止這些。文1和文2的作者好像對這些批評不聞不問。

9 c! _- x0 R/ E' U. S非定域性觀點(diǎn)已成時尚，量子物理專家都在談?wù)摲嵌ㄓ蛐裕�多�?shù)稱貝爾不等式理論和阿斯佩克特等的實驗已證明量子非定域性的存在。殊不知這是以訛傳訛。實情是這樣的，阿斯佩克特等把貝爾型不等式（CHSH不等式）用在光子上，對一種特定的實驗安排，由不等式預(yù)言的結(jié)果為小于等于2。另一方面，對同樣的安排，量子力學(xué)預(yù)言結(jié)果為嚴(yán)格等于2乘根號2（=2.828）。他們的實驗結(jié)果為2.697(誤差0.015)，與量子力學(xué)的預(yù)言相符，而比CHSH不等式的預(yù)言結(jié)果大得多。他們于是做出結(jié)論：愛因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷胧清e誤的，非定域性（鬼魅隔空作用）確實存在。至此，我們可以有一個簡單的想法，既然實驗結(jié)果符合量子力學(xué)，而又有充分理由相信量子力學(xué)本身是正確的，那么可以直接了當(dāng)斷定貝爾的理論是錯誤的。一個物理不等式扯上哲學(xué)的定域?qū)嵲谡撌枪?jié)外生枝。值得注意的是，阿斯佩克特在2007年《自然》上發(fā)表的文章“量子力學(xué)：是定域的，還是非定域的”中承認(rèn)，否定定域性不是他們的實驗的邏輯結(jié)論，不過他還是“傾向”認(rèn)為量子力學(xué)是非定域的，宣告愛因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷氲膯淑娨亚庙�。好一個“傾向”！ 理不直，氣還壯。馮諾依曼在他1932年的書中給出了潛變量不可能性的首個“證明”，聲稱：“應(yīng)當(dāng)指出，我們無需進(jìn)一步去研究“潛參數(shù)”的機(jī)制，因為我們現(xiàn)在知道量子力學(xué)確立的結(jié)果從未能借助它推導(dǎo)出來�！必悹柗磳λ�的證明說：“然而馮諾依曼的證明，如果真的去抓住它，會在你手中瓦解！一無所有，不但搞錯了，而且很愚蠢！”鑒于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以潛波為變量的量子理論能重復(fù)量子力學(xué)的一切預(yù)言，現(xiàn)在我們是否能用同樣的話去批評貝爾的定域潛變量不可能性的證明？阿斯佩克特號召借非定域性這種神秘力量掀起“第二次量子革命”，不幸，至今實事一無所成。貝爾的理論被捧成教條和否定愛因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷雽崬榭茖W(xué)史上最愚蠢之舉。
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' Q1 X9 L. K9 e, f+ {(3)對量子糾纏認(rèn)識的謬誤
4 `, C& Z4 P1 _' P$ R量子糾纏被認(rèn)為是物理學(xué)中的最大奧秘。量子糾纏態(tài)在數(shù)學(xué)上定義為：“如果一個二粒子復(fù)合體系的量子態(tài)無法分解為各子體系量子態(tài)之張量積，這個態(tài)稱為糾纏態(tài)。”量子糾纏在物理上通常理解和描述為隔空瞬時影響，認(rèn)為它的存在已被貝爾型不等式的檢驗所證明。最早發(fā)現(xiàn)量子糾纏的是狄拉克（1926年），不是愛因斯坦（1935年）。量子糾纏是確實存在的現(xiàn)象，最好的糾纏態(tài)例子是氦原子中的單態(tài)2sS_0和三重態(tài)2sS_1。氦中的兩個電子（1和2）有四個狀態(tài)（A1,A2,B1,B2），它們形成兩個軌道糾纏態(tài)（A1B2+A2B1，A1B2－A2B1），態(tài)交換引起的附加能量稱交換能。近年已經(jīng)能用激光把氦原子中的兩個2s電子的交換能測得非常精確，而且與精確的理論計算結(jié)果很好符合。無論在這理論還是實驗中都無隔空影響的意味。在氘分子中有類似的情形，當(dāng)兩個氘核遠(yuǎn)離時，保持著曾作用時留下的糾纏印記，而無隔空影響可言。對量子糾纏找不到可類比的事實，只有一些能表達(dá)邏輯關(guān)系的隱喻。元朝管道升寫給夫君的詞——你儂我儂，忒煞多情。情多處，熱似火。把一塊泥，捻一個你，塑一個我。將咱們兩個一齊打破。用水調(diào)和。再捏一個你，再塑一個我。我泥中有你，你泥中有我。與你生同一個衾，死同一個槨�！�—可以隱喻量子糾纏中的交換真相。還可以打個比方，兩位干部擔(dān)任了四個職務(wù)：東鄉(xiāng)的書記兼了西鄉(xiāng)的鄉(xiāng)長，西鄉(xiāng)的書記兼了東鄉(xiāng)的鄉(xiāng)長，那末，東鄉(xiāng)的書記感冒，西鄉(xiāng)的鄉(xiāng)長不免要咳嗽了，無論兩個鄉(xiāng)相距多遠(yuǎn)。這個情況可以隱喻量子糾纏中二者聯(lián)動的真相，聯(lián)動完全發(fā)生在同時同地。事實上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不僅用初包的含峰片（實體）與不含峰片（準(zhǔn)實體）的聯(lián)合能解釋一切量子干涉現(xiàn)象，還進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，兩個初包的不含峰片的交換并融合能解釋一切量子糾纏現(xiàn)象，因此，無需再擔(dān)心量子糾纏中有幽靈作怪，也不用再擔(dān)心量子力學(xué)與相對論沖突。把量子糾纏理解為隔空瞬時影響已造就一條特大、特時髦的科學(xué)謊言：“當(dāng)測量一個粒子時，另一個與之關(guān)聯(lián)的粒子會瞬時改變狀態(tài)，無論它們相距多遠(yuǎn)�！睂α孔蛹m纏的此種理解已導(dǎo)致一系列錯誤，以量子隱形傳輸理論最為荒唐。誰知竟不斷有圓謊實驗震驚世界，而且越來越瘋狂，文1和文2即是典型。對這種子虛烏有的隔空瞬時影響（非定域性），著名瑞士物理學(xué)家尼古拉·吉辛夸口：“未來的科學(xué)史家將把我們的時代描繪為非定域性偉大發(fā)現(xiàn)的新紀(jì)元�！�

(4)量子不可克隆定理的謬誤
/ s4 O& T7 B6 b' P1982年威廉·沃特斯和沃伊切克·祖瑞克發(fā)表了題為“單量子不能被克隆”的論文，他們證明這種克隆與量子力學(xué)的疊加原理不一致。既然單量子無法被克隆，所以量子密碼原則上可以提供不可竊聽、不可破譯的保密通信系統(tǒng)。然而我們知道，激光器的類型何其多，因為光是容易被放大，即光子容易被克隆。光學(xué)專家都很清楚，激光器發(fā)射出處于一種或一些特定模式的光子，但是媒質(zhì)的光放大作用，原則上無模式限制，只受能級匹配等物理條件影響。沃特斯和祖瑞克說：“因為沒有預(yù)先的知識，我們不可能選擇正好合適的拷貝體來做這件事�！逼鋵�，無需去特意選擇，只要條件準(zhǔn)備充分，可讓其自動選擇。做過氣體激光器的（包括筆者）都知道，在氣體媒質(zhì)中，光子的增益不依賴偏振方向，故只要準(zhǔn)備充分條件，對任意方向偏振的光子原則上都能克隆。如果光子不能克隆就不會有激光器。再說，量子力學(xué)是線性理論，然而實際量子過程（像制備或測量過程）都不是線性的，即不能原則上從量子態(tài)的線性推論某個非線性過程一定不可能發(fā)生。他們做出的結(jié)論——除水平和垂直偏振的之外，對任意偏振的單光子的克隆是不可能的——也是自相矛盾的，因為，例如對各向同性的光放大媒質(zhì)，從旋轉(zhuǎn)對稱性考慮，如果能克隆水平偏振的光子，那么偏振旋轉(zhuǎn)任意角度的光子照樣能克隆，反之，如果任意態(tài)不能克隆，轉(zhuǎn)到水平方向也不例外。祖瑞克強(qiáng)調(diào)只是“未知的”量子態(tài)克隆被禁止，因為對已知的量子態(tài)，能夠簡單地一模一樣制備（拷貝）。然而，能否克隆取決于客觀法則，它不依賴于我們對被克隆態(tài)的未知還是已知，一般科學(xué)家都不能容忍主觀意識左右物理規(guī)律。因此，未知量子態(tài)不可克隆定理出自對量子態(tài)疊加原理的誤解和誤用，是一個偽定理。這種克隆并不違背量子力學(xué)的基本原理，事實上連羊都可以被克隆，因而由這偽定理做出的結(jié)論“量子加密能保證萬無一失”是一句假大空話。在量子密碼派與現(xiàn)代密碼派的博弈中，這句話是前者對付后者的利劍。這個偽定理還有更嚴(yán)重的后果，沒有它就不會有量子隱形傳輸理論。
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(5)量子隱形傳輸理論的謬誤
1993年貝內(nèi)特等6人發(fā)表一篇論文，題目為“經(jīng)過經(jīng)典的和EPR的雙重通道隱形傳輸一個未知量子態(tài)”。他們根據(jù)糾纏量子的所謂非定域關(guān)聯(lián)、波函數(shù)的坍縮假設(shè)和未知量子態(tài)的不可克隆定理提出了量子隱形傳輸理論，即集上述系列謬誤之大成。打個比喻，北京要派孫悟空（比作一個光子）立刻去深圳任動物園園長，巧遇特大臺風(fēng)和洪水，一切交通中斷。幸好兩地都有隔空傳物專家以及有雙胞胎猴子（比作一對糾纏光子）可以幫助解決問題。這對猴子，一只在北京，另一只在深圳，都持有同胞的全息像（比作與對方交換的部分）�，F(xiàn)在北京的隔空傳物專家按程序首先要做的是，把悟空-猴子聯(lián)合體按特定方式拆分，用數(shù)學(xué)語言，即把描述悟空的態(tài)矢量與這對猴子的糾纏態(tài)張量的“張量乘積”投影到描述四只八卦爐的各個態(tài)張量上。四只爐子是四對雙胞胎猴子的化身，代表悟空與猴子的四種不同基本糾纏方式，專干對悟空進(jìn)行脫胎換骨的勾當(dāng)。貝內(nèi)特等人的理論表明，在2號爐上的投影正好是同胞的全息像，而在1號上的變了，右側(cè)各器官都扭轉(zhuǎn)了180度，在4號上左右反了，而在3號上的，不僅左右反了，右側(cè)各器官還都扭轉(zhuǎn)了180度。這時深圳的猴子當(dāng)園長要等悟空在北京被銷毀，因為克隆是“被禁止”的。按理論，他進(jìn)哪一只爐子（坍縮到那個態(tài)張量上）是隨機(jī)的，幾率各占四分之一。這回悟空如果隨機(jī)闖進(jìn)的是2號爐，專家篤信，他包含的全部信息剛好原樣轉(zhuǎn)移到深圳那只猴子身上。一當(dāng)用手機(jī)告知是2號，深圳猴子就被“核實”是地道的孫悟空了。如果不是2號，也很簡單，只要按告知的爐號，依照相應(yīng)的“線性變換”做一下外科修復(fù)就行。聽起來像煞有介事，然而悟空竊喜，專家們把俺的信息就地替換深圳猴子全息像中的信息，當(dāng)作信息在量子信道上的遠(yuǎn)距離隔空傳送了。量子態(tài)的隱形傳輸理論在數(shù)學(xué)上是嚴(yán)格的，無可挑剔，但是，我們要嚴(yán)防被數(shù)學(xué)形式所迷惑，重要的是看數(shù)學(xué)所表達(dá)的物理實質(zhì)。不難發(fā)現(xiàn)，這個理論在物理上混淆了虛實、顛倒了遠(yuǎn)近，純屬數(shù)學(xué)游戲�？茖W(xué)史上沒有一個理論比這更荒唐。量子物理學(xué)家可能都知道，要用量子態(tài)編碼隱形傳輸“您好”這樣一個簡單信息也無望成功，那不是因為“您好”不是一個“未知”的信息，而是根本不存在隱形傳輸?shù)目赡苄�。事實上，憑借量子隱形傳輸至今實事一項無成，不是因為技術(shù)上的困難，而是原則上無可能性。隱形傳輸信息無異于傳心術(shù)，這個理論已導(dǎo)致科學(xué)與巫術(shù)的聯(lián)姻，不折不扣屬于偽科學(xué)。一般而言，巫術(shù)科學(xué)起自愚蠢，恐怕很有可能因利益誘惑走向欺詐。

; v% Z$ M5 \* w2 B% R(6)一個驚天騙局形成
3 I9 }4 N& y  n; G一般而言，理論探討中發(fā)生謬誤是科學(xué)發(fā)展必由之路，是寶貴的經(jīng)歷。而基礎(chǔ)研究的實驗不僅是為了證明理論的預(yù)言，更重要的意義是去糾正理論中的錯誤。不過，實驗工作者多般熱心于前者，期望獲得正面結(jié)論，在特重功利的當(dāng)代，更是如此。1997年澤林格的研究組在《自然》雜志上發(fā)表一篇論文“實驗的量子隱形傳輸”，被認(rèn)為是里程碑式的成就。實現(xiàn)隱形傳輸無疑是破天荒的，如果是真的話。此后，出現(xiàn)了一種說法：“量子隱形傳態(tài)可用于大容量、原則上不可破譯（萬無一失）的保密通信，也是量子計算的基礎(chǔ)�！边@個魅力無限的夢想前景吸引了不少量子世界的拓荒者和投資者。大容量通信，量子加密和量子計算的各種“突破性成果”隨之接踵而來。更耐人尋味的是，澤林格預(yù)言：“也許一千年后真的能夠隔空傳送一只咖啡杯�！迸私▊フf：“為什么我們不可以大膽一些，不可以想象：由各種各樣分子組成的人，也可以在瞬間，帶著他所有的記憶，帶著他的品質(zhì)，帶著他的痛苦和歡樂，甚至包括感冒，傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)的地方？”諾貝爾物理獎得主約瑟夫森2001年在一篇短文中寫道：“量子理論與信息和計算理論現(xiàn)在已被富有成效地結(jié)合起來。這些發(fā)展可以導(dǎo)致對像傳心術(shù)等過程的解釋，傳心術(shù)是不列顛的研究前沿領(lǐng)域，這些過程在傳統(tǒng)科學(xué)中還是不能理解的�！� 最樂觀的是，2006年美國《福布斯》雜志曾對20年后新職業(yè)預(yù)測中有隔空傳物專家一項，寫道：“想象走到街區(qū)盡頭的隔空傳物站，拆毀身體，接著就在上班處出現(xiàn)。汽車不會有了，汽車修理工不需要了，加油站服務(wù)員不需要了，基于隔空傳物器的全新經(jīng)濟(jì)可能發(fā)展起來。”我們已經(jīng)看到一副科學(xué)與巫術(shù)聯(lián)姻的景象，包括最近震撼世界的文1和文2，一個驚天騙局已經(jīng)形成，它不僅愚弄了無數(shù)的外行人，還迷倒了無數(shù)的內(nèi)行人。

現(xiàn)在根據(jù)以上的討論，對文1和文2以及以往的同類論文要給予負(fù)面的評論，意見是，此類工作依據(jù)的理論、實驗路線和做出的結(jié)論都是錯誤的，宣稱隱形傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟和為建覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)，是一個彌天大謊�；奶频牧孔与[形傳輸理論及其巫術(shù)性實驗演示危害極大，至少有三：
(1)浪費(fèi)國家的物質(zhì)和人力資源。已經(jīng)浪費(fèi)巨大，還有擴(kuò)大之勢，阻止這種浪費(fèi)是當(dāng)務(wù)之急。建議對我國863計劃中、973計劃中以及十二五規(guī)劃中有關(guān)量子隱形傳輸?shù)捻椖亢驼n題重新進(jìn)行審議，該停的就停。特別是，不要投入幾億甚至幾十億元去搞量子隱形傳輸通信工程（包括上飛船），那是禍國殃民的事。
(2)在學(xué)校里誤人子弟，在社會上誤導(dǎo)公眾。量子隱形傳輸理論及其實驗演示已見于教科書和廣泛的科普作品，貽害不淺。呼吁教科書的作者和科普作家嚴(yán)肅、謹(jǐn)慎從事，不要把太不可靠的知識灌輸給學(xué)生和公眾。
8 a9 S4 ~! [- d(3)危害科學(xué)和文化�？茖W(xué)與巫術(shù)聯(lián)姻會把科學(xué)發(fā)展引向歧途，乃至侵害我們的思想和文化。事實上已把量子信息科技的發(fā)展引向錯誤方向，也已有被邪教利用的情況，其危害不可小覷。

* l: o- u2 ~1 r8 d. p9 R3 v看來，現(xiàn)在是揭穿這個驚天騙局的時候了！

（王國文，北京大學(xué)物理學(xué)院）

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龍游河畔

太高端了，看不懂

龍游河畔

不知道本論壇有沒有這方面的專家

龍游河畔

樓主好像是明白了

龍游河畔

樓主能不能通俗的簡明扼要的給我們科普一下，200字以內(nèi)。

冷水黃金

樓主放心，我會讓我兒子去調(diào)查這件事情的

Venerealulcer

龍游河畔 發(fā)表于 2016-8-21 17:09
2 a0 W" r( t/ j' @' R6 q樓主能不能通俗的簡明扼要的給我們科普一下，200字以內(nèi)。

這個很牛逼，美帝高呼不可戰(zhàn)勝。
( N* b- G9 |2 Y' u# P* i* p: M# w: {+ S國內(nèi)有人表示是假的，是騙局。
. r/ f7 b! x* x$ t5 o' t, x總結(jié)完畢。
& E# _" s/ o: }/ U& k$ m

入神

此長篇中心思想：量子通信是偽科學(xué)，總結(jié)完畢。

我走更遠(yuǎn)

我之前看過一本科幻小說，人類當(dāng)時已經(jīng)能即時通訊，超越了時空的界限，在幾十光年外的某外星體，人類艦隊在地球上指揮員指揮下，即時通訊的優(yōu)勢下，面對數(shù)十倍的敵人，終于驚險取勝，全殲外敵-蟲族。
我想這個"量子糾纏與量子通信"有點(diǎn)像這個遠(yuǎn)距離即時通訊。

shasu

真假難辨， 坐等結(jié)果