量子粒子是如何给自己发信息的？

自从量子计算出现以来，科学和技术以指数级的速度发展，并且有一个更快、更有效和更安全的未来。然而，量子计算背后的机制仍在研究中。现在，来自维也纳大学和澳大利亚量子光学和量子信息研究所的科学研究人员已经证明了量子通信的另一种可能性:同一个光子可以是信息的发送者和接收者。这在以前也是未知的。

本月，弗拉维奥·德尔·桑托、博里沃耶·达基奇和菲利普·沃尔瑟在《物理评论快报》上发表了一篇论文，他们在arXiv.org也有后续的具体解释。这项技术依赖于量子叠加原理，该原理认为未被观察到的量子粒子可能同时存在于多个地方。

研究人员已经证明，如果两个人，爱丽丝和鲍勃(量子计算实验中假想物体的通常名称)，相距很远，他们可以只用一个光子互相交流。它的工作原理是，爱丽丝和鲍勃控制一个处于叠加状态的光子，他们可以操纵光子向对方发送0或1。如果两者都是0或1，那么爱丽丝得到光子。如果两者不同，鲍勃会得到光子。因为爱丽丝知道她输入的是0还是1，所以她可以从自己的输入中推断出鲍勃的输入。

关于这个理论是如何被检验的，《科学新闻》这样描述它:

为了证明这种通信是可能的，沃尔特和他的同事们通过一组镜子和其他光学设备发送了一个光子。该设备首先将光子置于叠加状态，然后将其同时发送到代表爱丽丝和鲍勃的两个位置。

通过改变光(也是电磁波)的相位，研究人员在每个观察站用0或1对光子进行编码。然后，在每个观察站，光子——仍处于爱丽丝和鲍勃之间的中间叠加状态——被送到对面的观察站。在这个过程中，光子相互作用，像水波一样相互干扰，放大或减弱自身的强度。这种干扰决定了最终的光子是在爱丽丝天文台还是鲍勃天文台被探测到。

至于为什么这项技术以前没有被发现，我们也没有办法知道，也许只有科学研究人员没有想到这一点。沃尔特告诉《科学新闻》:“有时候你忽略了一个很酷的想法，它就碰巧出现在你面前。”这只是量子物理学的另一个证明。

蝌蚪工作人员从大众机械编译，翻译孙惠民，转载必须授权。