量子通信的最高速度是光速,不能超过光速。但由于量子态的随机性,它们可以用于量子加密通信,而这类信息的传输依赖于电磁波,电磁波的传播速度是光速,而不是超光速。量子通信包括几个具体的应用,其中最重要的两个是量子安全通信或量子密码术量子密钥分发和量子隐形传态。
量子纠缠不是比光速快吗?
这是个令很多人困惑的问题,而对你这种提法,回答有三点一,量子纠缠的现象确实比光速快二,但这不违反相对论,因为它不传递信息三,所谓量子纠缠的速度比光速高4个量级,是记者没有理解科学家这个表述的完整上下文,导致的错误理解。首先来简短地介绍一下量子纠缠。这是一种量子力学理论所预言的现象,请注意是个预言,然后实际观测到了,所以量子纠缠的机理是很清楚的,就是量子力学。
绝不是像许多人以为的那样,量子纠缠是个非常神秘的现象,没有人知道它的机理云云。量子纠缠这种现象,说的是一个多粒子体系有可能处于纠缠态,在数学上就是这个多粒子态不能写成多个单粒子态的乘积,也就是说,它不是个直积态。处于纠缠态就会怎么样呢?这时各个粒子就成了一个整体,你不可能只测量一个粒子的状态而不影响其他粒子的状态。
当你测量一个粒子的状态时,就导致其他粒子发生了同步的变化。比如说,在一个常用的两粒子纠缠态中,如果你对1号粒子测得0,那么2号粒子必然同时也变成了0,而如果你对1号粒子测得1,那么2号粒子必然同时也变成了1,两者总是保持同样的数值。在另一个常用的纠缠态中,两个粒子总是反向变化的,一个变成0,另一个就必然变成1。
这些都是常见的例子。量子纠缠漫画根据量子力学的标准理论,这种多个粒子状态的同步变化,是不需要时间的,是真正的瞬间变化。因此,人们很自然会问,这是不是违反了相对论?回答是没有!相对论说的是,传输信息的速度不能超过光速。但如果一个过程不传输信息,那么它完全可以超过光速。实际上这样的过程早就有很多例子,都不需要量子纠缠。
仔细想一想,你就会明白量子纠缠没有传输信息。如果A希望把一比特的信息0或1传给远处的B,那么双方需要事先约定好如何表示这个信息,比如说A想传0时就让B测得粒子2处于0,A想传1时就让B测得粒子2处于1。假如A能控制测量的结果,那么这确实可以用来传输信息。但是,量子力学的精髓恰恰在于测量的结果是随机的,你不能控制,所以A测量粒子1得到的是一个随机数,B测量粒子2得到的也是一个随机数,只不过这两个随机数必然相等而已。
你想传一个比特,可是这两个粒子完全不听你指挥,所以你传不了任何信息。既然没传输信息,当然就不违反狭义相对论了!最后,2015年的那个实验,是在假设量子纠缠有一个有限的速度的前提下,去测量这个速度。做实验的人当然都知道按照标准理论,这个速度应该是无限大。如果测量结果发现这个速度有个上限,那就真成大新闻了,推翻了标准理论。
量子纠缠能超越光速吗,能否用来传输信息?
谢邀。量子纠缠被爱因斯坦称作鬼魅般的超距作用,因为这种现象似乎违背了狭义相对论所说的光速不可超越。在量子力学看来,如果一对粒子发生纠缠,即便把它们分隔很远的距离,例如,一个在太阳系中,另一个在25光年外的织女星系统中,只要对太阳系中的粒子进行测量,确定该粒子的状态,我们立马就能知道织女星系统中的那个粒子的对应状态。
可以看到,这样的过程并没有传递任何信息,尽管我们获知另一个粒子状态的速度是超光速。根据狭义相对论,不可超光速的是有效信息的传输速度,所以上述过程并不会有悖于狭义相对论。关于量子纠缠的现象,可以举个很简单的例子,把一双鞋子中的两只分别放入两个不透明的盒子中,一个盒子放在太阳系中,另一个盒子送到25光年外的织女星系统中。
在盒子打开之前,我们不知道哪个是左脚,哪个是右脚。当我们打开太阳系的盒子,就会知道这只鞋是左脚还是右脚。与此同时,我们可以立即知道25光年外的那个盒子里是哪只鞋。综上所述,量子纠缠不能直接用来传输信息。但由于量子态的随机性,它们可以用于量子加密通信,而这类信息的传输依赖于电磁波,电磁波的传播速度是光速,而不是超光速。