时空转校生

存在的时空转移指日可待 一旦科学家可以对两团原子云之间的纠结状态做更好的掌握时，“量子电脑”和“空间转移”的实现便指日可待。 1997年12月，澳洲Innsbruck大学的研究团队发现可以让光子“空间转移”(quantum teleportation)。他们让两个光子产生纠结(entanglement)，然后使其中一颗光子的性质，瞬间在空间中另一端的光子身上重现，如此从旁观者眼中看来，一如《星际大战》(Star Trek )中人可以“时空转移”一般，光子也就像是被“转移”过去。 不过，空间转移并不意味着将整批的人解构之后再重构（一如星际大战的情节）。它是将此处的光子的特性藉由“量子纠结”(quantum entanglement)的方式传递到彼处，让彼处光子瞬间复制此处光子的特性，表现出来的结果，就好像此处的光子瞬间消失，然后出现在彼处。 根据海森堡的不确定原理(Heisenberg’s uncertainty principle)，我们不可能获得单一量子在瞬间的特性。但是当两个量子处于相互牵引的状态，我们就可以从它们整体的特性（例如自旋状态）得出结果。当其中一个量子的状态改变时，另一个量子也会随之改变，这是为了使两者的整体特性维持恒定。 而所谓的“量子纠结”，是当两个光子相接触时，就会发生的一种牵引作用，使得两者的自旋状态互相影响。我们可以用硬币的模型来理解它。正如硬币有正反两面，量子也有朝上和朝下两种自旋状态。当硬币的“人头面”朝上时，它“字”的一面就一定朝下；两颗纠结在一起的量子之自旋状态亦然，当一个量子自旋方向朝上，另一个便朝下。此外，量子也可能呈现“叠合状态”(superposition)，就像硬币在空中翻转时，正反两面交替出现的状态。 因此，利用“量子纠结”的效应，就可以让某处量子的特性传递到另一处，若是将某些讯息编入其中一端，即使两颗光子的距离有银河系那么宽，它的讯息仍然可以传递过去。 但之前的问题是，这个关系只限制在两粒光子之间。这在发展超速量子电脑和实际的空间转移技术上是个很大的限制。 不过现在，丹麦的Eugene Polzik和他在Aarhus大学的研究夥伴，已将“两粒光子”的纠结状态发展到“两团铯原子”(1012个)的纠结状态，这对量子电脑的实现是一大进展。 就理论上来说，若要同时纠结所有的量子使之维持在某个自旋状态，顶多持续1/1015秒，所以他们不打算紧密的控制每一颗量子，而是让这两团量子松弛地牵引着，以整团量子所表现出的整体性质来控制（若其中一团“头朝上”的原子多一些，另一团则“头朝下”的原子多一些）。而要维持这脆弱的自旋状态，他们以一个特殊的磁场将原子束缚在具有石蜡内衬的容器中。如此这些铯原子云之间的状态十分有弹性，只要改变几个组成原子的状态，其他部分的原子就会相应地变化。这样下来，对整个原子团自旋状态的控制，则可长达1/2*106秒。 如此一来，当科学家可以对两团原子云之间的纠结状态做更好的掌握时，“量子电脑”和“空间转移”的实现便指日可待。