量子糾纏與量子通信

寂靜天花板

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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(chēng)文1）和“143公里上用主動(dòng)前饋的量子隱形傳輸”（下稱(chēng)文2）。文1受到好評(píng)：“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(yàn)鋪平了道路”，“來(lái)自于潘建偉小組的另一個(gè)英雄的實(shí)驗(yàn)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(chēng)：“我們的實(shí)驗(yàn)表明，量子技術(shù)如今是如何地成熟，在實(shí)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(guó)要發(fā)射量子衛(wèi)星后，專(zhuān)程來(lái)了兩次，希望能參與這項(xiàng)工作�！皽�森路透”組織發(fā)布的2012年度諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)A(yù)測(cè)中，首列了貝內(nèi)特，布拉薩德和沃特斯，因他們開(kāi)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(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)施范例和驗(yàn)證。
& E8 h+ h3 |. m- c) D( o* f對(duì)文1，《物理世界》網(wǎng)上有人評(píng)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(gè)字母的單字voodoo（通靈術(shù)）解釋量子隱形傳輸�！眹�(guó)內(nèi)網(wǎng)上對(duì)此類(lèi)胡作非為有過(guò)猛烈的痛斥：“這也敢拿出來(lái)，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(guó)又開(kāi)始出新的氣功大師了”，“見(jiàn)鬼了吧”，“愚人節(jié)嗎？”。他們像一群嚷嚷皇帝沒(méi)有穿衣服的孩子，恐怕科學(xué)史上沒(méi)有一篇論文有過(guò)如此的遭遇。據(jù)說(shuō)：諾貝爾物理獎(jiǎng)得主克特勒非常反感這種不觸及真正物理問(wèn)題的所謂時(shí)髦工作，說(shuō)澤林格不懂物理，最會(huì)的就是用分束器把一束光分成兩束[做貝爾態(tài)測(cè)量和制備多光子糾纏態(tài)]，又挺會(huì)搞錢(qián)，招了一大批學(xué)生給他干活。另一位得主康奈爾也表示類(lèi)似的看法，絕對(duì)不支持他的學(xué)生用BEC[玻色-愛(ài)因斯坦凝聚]做量子信息。據(jù)知，美國(guó)國(guó)防部早就否定量子隱形傳輸項(xiàng)目。政府在新一輪科技規(guī)劃中已停止對(duì)光量子信息項(xiàng)目的支持，并從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所的量子計(jì)算組撤回資金，洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)所也失去對(duì)量子加密研究的資助。顯然的原因是花了大錢(qián)，實(shí)事一項(xiàng)無(wú)成，很可能在懷疑那是一個(gè)大騙局。
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對(duì)于隱形傳輸，以往有記者去過(guò)這種工作的實(shí)驗(yàn)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�?jì)數(shù)器上得到的一些曲線之外，沒(méi)有別的。那么要問(wèn)，不用符合計(jì)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(lái)的歷次實(shí)驗(yàn)表明，離開(kāi)符合計(jì)數(shù)器就什么戲也沒(méi)有了，它們像是魔術(shù)師的必備道具�？磥�(lái)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果本身就是提供證據(jù)，很少需要做其它驗(yàn)證，而量子隱形傳輸實(shí)驗(yàn)常常還需要做某種驗(yàn)證，否則缺少說(shuō)服力。這種傳輸多般用貝爾型不等式（CHSH不等式）的違反來(lái)驗(yàn)證。文1在5月發(fā)布的預(yù)印本中，未報(bào)道這種驗(yàn)證，在8月的論文中補(bǔ)充說(shuō)：“CHSH不等式的違反經(jīng)無(wú)定域性漏洞觀察。”后面將指出CHSH不等式本身沒(méi)有科學(xué)意義。做科學(xué)實(shí)驗(yàn)要準(zhǔn)備失敗，甚至是必由之路，但一再編造不反映事實(shí)真相的成果就有問(wèn)題了，演示量子隱形傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)似乎屬于這種情況。
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# \/ s: ^6 _" e8 i再細(xì)看實(shí)驗(yàn)路線，量子隱形傳輸理論要求貝爾態(tài)測(cè)量作為其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，這種測(cè)量需要一個(gè)被傳輸?shù)膽B(tài)與糾纏態(tài)相乘的乘法器，還需要一個(gè)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(cè)器和符合計(jì)數(shù)器的聯(lián)合做貝爾態(tài)分析。但是，對(duì)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(lái)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(wú)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(gè)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(cè)量坍縮”還是使兩個(gè)光子極化狀態(tài)發(fā)生了改變——糾纏起來(lái)�！庇蓛蓚�(gè)體系的態(tài)通過(guò)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(cuò)誤的，他們的實(shí)驗(yàn)演示也是由一系列錯(cuò)誤操作構(gòu)成，研究工作實(shí)在太不嚴(yán)謹(jǐn)，有投機(jī)的意味。對(duì)貝爾態(tài)測(cè)量和隱形傳輸，澤林格（2000年）杜撰傳輸一個(gè)大活人來(lái)說(shuō)事：“對(duì)輔助物和[要發(fā)送的]這個(gè)人進(jìn)行聯(lián)合[貝爾態(tài)]測(cè)量把他們變成一個(gè)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(gè)基元態(tài)2比特。因鬼魅隔空作用，這一測(cè)量也瞬間改變了遙遠(yuǎn)對(duì)應(yīng)物的量子態(tài)[變成了那個(gè)被發(fā)送的人]。”常聽(tīng)說(shuō)，隔空傳輸?shù)目茖W(xué)幻想于1997年終于實(shí)現(xiàn)，那是一個(gè)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(jiǎng)，那我們有大大的好戲看了。

! x5 j, ?+ j" U* {就數(shù)學(xué)表述的完美性和成效而言，量子力學(xué)好到無(wú)與倫比，但就物理思想而論，這個(gè)理論竟?fàn)�到不明物理實(shí)在，詮釋無(wú)奇不有，紛爭(zhēng)不已。費(fèi)曼認(rèn)為“無(wú)人懂量子力學(xué)”，不懂例如指不知道一個(gè)粒子到底是如何同時(shí)通過(guò)雙縫發(fā)生干涉的。還有，不知道一對(duì)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(huì)上講：“我覺(jué)得，我們還未得要領(lǐng)，下一代人，他們一旦找到那個(gè)要領(lǐng)，就會(huì)拍拍腦袋說(shuō)，他們過(guò)去怎么會(huì)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(shí)在性，而量子糾纏的愛(ài)因斯坦的隔空作用解釋導(dǎo)致他本人不虔誠(chéng)相信量子力學(xué)。他因堅(jiān)持定域?qū)嵲谡摱�被人稱(chēng)為老頑固。的確，用貝爾型潛變量——粒子的位置、動(dòng)量、自旋等——肯定無(wú)望建立起量子理論，這好像不僅說(shuō)明實(shí)在論荒謬，而且說(shuō)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(gè)極端尖銳的問(wèn)題擺在物理學(xué)家和哲學(xué)家的面前。隨著進(jìn)入信息時(shí)代，因渴求新的信息理論和技術(shù)，反對(duì)愛(ài)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(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)”。愛(ài)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(chēng)之為巫術(shù)。科學(xué)地看，絕不可能有無(wú)需載體、無(wú)需時(shí)間、無(wú)論多遠(yuǎn)、無(wú)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(shí)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(duì)量子力學(xué)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)編造虛假實(shí)驗(yàn)事實(shí)，那就要引起警惕了。

幾乎沒(méi)有人會(huì)相信神出鬼沒(méi)、超距感應(yīng)的事情，這類(lèi)玩意兒只見(jiàn)于幻想小說(shuō)或電影，像《西游記》、《星艦奇航記》。驚人的是，1997年以來(lái)，在科學(xué)雜志上發(fā)表的有關(guān)論文中都聲稱(chēng)這樣的事已經(jīng)真的實(shí)現(xiàn)，以致期望帶來(lái)一場(chǎng)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(chǎng)革命還是一個(gè)騙局？下面我們來(lái)看這個(gè)“革命”或“騙局”是怎樣形成的。
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  `+ j; l1 A: P- S# W" [" S6 Q(1)波函數(shù)坍縮假設(shè)的謬誤
+ ~* p8 z$ v6 F1 q9 v" X; Q1 F波函數(shù)坍縮假設(shè)是1927年海森伯提出來(lái)的。坍縮是指，一個(gè)體系的某個(gè)觀察量在被觀測(cè)時(shí)，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(gè)點(diǎn)狀波包，認(rèn)為它代表一個(gè)實(shí)在粒子。愛(ài)因斯坦不接受這個(gè)假設(shè)，認(rèn)為不能想象一個(gè)無(wú)限擴(kuò)展的平面波會(huì)在探測(cè)屏上瞬間坍縮成一個(gè)很小的波包。薛定諤杜撰一個(gè)貓思想實(shí)驗(yàn)用來(lái)暴露和嘲笑波函數(shù)坍縮假設(shè)的荒謬性，因這個(gè)假設(shè)意味著人眼的最后一瞥決定貓的死活。海森伯后來(lái)（在1960年）明白表示波函數(shù)坍縮不是實(shí)在的物理過(guò)程，是一種數(shù)學(xué)過(guò)程。這里存在著波函數(shù)是實(shí)體還是實(shí)體的某個(gè)方面的問(wèn)題，或者，實(shí)體原本不存在，而是為觀測(cè)所創(chuàng)造。如果實(shí)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(huì)議上，90位物理學(xué)家有一次非正式投票，只有8位宣稱(chēng)它們的見(jiàn)解與波函數(shù)坍縮有關(guān)。加之因波函數(shù)坍縮無(wú)任何可信的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，有人稱(chēng)之聲名狼藉。我們總是相信，測(cè)量到的一定是測(cè)量前存在的，至多加上測(cè)量所引起的某種變化�？茖W(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?zhuān)�這類(lèi)詮釋有，玻姆的潛變量詮釋?zhuān)�多世界詮釋�(zhuān)�一致性歷史詮釋和系綜詮釋等。澤林格等認(rèn)為符合計(jì)數(shù)測(cè)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?yàn)榭烤�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(guò)程怎么能產(chǎn)生物理過(guò)程量子糾纏呢？不論量子糾纏的真相如何，僅憑這個(gè)情況看，用半透半反鏡結(jié)合符合計(jì)數(shù)測(cè)量制備多光子糾纏態(tài)是魔術(shù)，所稱(chēng)的各種應(yīng)用都是畫(huà)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(shí)在的，而是關(guān)于信息的，關(guān)于知識(shí)的�！薄靶畔⒃谧雠袛鄷r(shí)是量子化的，所以世界就表現(xiàn)為量子化的。”用這種唯信息論解釋波函數(shù)坍縮也無(wú)意義。為了協(xié)調(diào)量子的波動(dòng)性和粒子性的沖突，乃至解決量子力學(xué)的詮釋問(wèn)題和測(cè)量問(wèn)題，我們不得不去猜想潛在的實(shí)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(dòng)力學(xué)相容，用潛波等權(quán)疊加的初包能描述一個(gè)微觀粒子，以及用它的含峰片（實(shí)體）與不含峰片（準(zhǔn)實(shí)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(shuō)明以表觀坍縮代替名副其實(shí)坍縮的退相干綱領(lǐng)沒(méi)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(chēng)瞬間投影。

(2)貝爾不等式理論的謬誤
亨利·斯塔普稱(chēng)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(gè)假設(shè)：1.量子力學(xué)是正確的，2.愛(ài)因斯坦的實(shí)在論或（和）定域性成立，3.觀察量是潛變量（如坐標(biāo)、動(dòng)量、自旋角動(dòng)量等）的統(tǒng)計(jì)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(méi)有問(wèn)題，而又默認(rèn)“觀察量是潛變量的統(tǒng)計(jì)平均”，因此，貝爾型不等式的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)違反，就被認(rèn)為無(wú)疑證明了實(shí)在論和定域性至少有一個(gè)不成立。這個(gè)結(jié)論的合理性似乎無(wú)可懷疑，近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)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(jì)平均”這個(gè)假設(shè)未擺脫經(jīng)典質(zhì)點(diǎn)行為的意味，這至少說(shuō)明這個(gè)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(tīng)說(shuō)阿斯佩克特等的實(shí)驗(yàn)證明了非定域性，這個(gè)說(shuō)法也有問(wèn)題�，F(xiàn)在，我們?cè)谶@里列出一部分量子物理專(zhuān)家對(duì)貝爾不等式的批評(píng)：
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/ q7 J! q) x7 `( X3 o9 ]* ]/ c(1)洛察克（G. Lochak）：“依我之見(jiàn)，貝爾不等式的實(shí)驗(yàn)違反無(wú)關(guān)于所謂的“非定域性”或“非分離性”。這違反只不過(guò)表明量子幾率不是經(jīng)典幾率！”
; t6 e. a% K* V, h$ z(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(gè)地方的測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)不依賴(lài)于遠(yuǎn)處另外的同時(shí)作用。并且，在所有現(xiàn)時(shí)有趣的量子場(chǎng)論中，對(duì)類(lèi)空間隔(x-y的平方)，觀察量的對(duì)易子 [A(x),B(y)]等于零，這保證定域性�！�
! @% `- B! V3 }  F(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(duì)論量子場(chǎng)論明顯是定域的。簡(jiǎn)單而顯然的事實(shí)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(cè)量不允許任何信息傳送快于實(shí)驗(yàn)中發(fā)射的粒子格林函數(shù)中出現(xiàn)的特征速度。”
(4)阿德尼爾（G. Adenier）：“雖然證明貝爾不等式違反的實(shí)驗(yàn)愈來(lái)愈準(zhǔn)確和無(wú)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�！�
(5)貝尼（G. Bene）：“然而，我們堅(jiān)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(ài)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?yuàn)W的量子場(chǎng)論，我們已經(jīng)用得很好。頗難相信它只在測(cè)量情形中失效。畢竟，測(cè)量只是兩個(gè)物理體系間的作用，其一是原子組成的宏觀測(cè)量器件，對(duì)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(wú)留給神秘非定域影響的余地�！�
9 W" `# I* [  b: k) ]/ t(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(shí)際起源是經(jīng)典（柯?tīng)柲�戈洛夫）幾率理論可�?yīng)用于量子力學(xué)的假設(shè)。”
$ J6 X* g0 N. J! g(7)散托斯（E. Santos）：“實(shí)際上至今被實(shí)驗(yàn)上違反的所有不等式都不是單獨(dú)從實(shí)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(gè)定域潛變量理論家族，而只是有限的家族，即滿(mǎn)足輔助條件的那一些�！薄耙牢抑�見(jiàn)，錯(cuò)誤信仰[定域潛變量理論已在實(shí)驗(yàn)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�！�
批評(píng)貝爾不等式者遠(yuǎn)不止這些。文1和文2的作者好像對(duì)這些批評(píng)不聞不問(wèn)。
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5 |7 u/ e" V: h' t0 s0 E9 u5 k非定域性觀點(diǎn)已成時(shí)尚，量子物理專(zhuān)家都在談?wù)摲嵌ㄓ蛐裕�多�?shù)稱(chēng)貝爾不等式理論和阿斯佩克特等的實(shí)驗(yàn)已證明量子非定域性的存在。殊不知這是以訛傳訛。實(shí)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(duì)一種特定的實(shí)驗(yàn)安排，由不等式預(yù)言的結(jié)果為小于等于2。另一方面，對(duì)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(hào)2（=2.828）。他們的實(shí)驗(yàn)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(ài)因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷胧清e(cuò)誤的，非定域性（鬼魅隔空作用）確實(shí)存在。至此，我們可以有一個(gè)簡(jiǎn)單的想法，既然實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤的。一個(gè)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(shí)驗(yàn)的邏輯結(jié)論，不過(guò)他還是“傾向”認(rèn)為量子力學(xué)是非定域的，宣告愛(ài)因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷氲膯淑娨亚庙�。好一個(gè)“傾向”！ 理不直，氣還壯。馮諾依曼在他1932年的書(shū)中給出了潛變量不可能性的首個(gè)“證明”，聲稱(chēng)：“應(yīng)當(dāng)指出，我們無(wú)需進(jìn)一步去研究“潛參數(shù)”的機(jī)制，因?yàn)槲覀儸F(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(lái)�！必悹柗磳�(duì)他的證明說(shuō)：“然而馮諾依曼的證明，如果真的去抓住它，會(huì)在你手中瓦解！一無(wú)所有，不但搞錯(cuò)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(huà)去批評(píng)貝爾的定域潛變量不可能性的證明？阿斯佩克特號(hào)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(shí)事一無(wú)所成。貝爾的理論被捧成教條和否定愛(ài)因斯坦的定域?qū)嵲谡撍枷雽?shí)為科學(xué)史上最愚蠢之舉。
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(3)對(duì)量子糾纏認(rèn)識(shí)的謬誤
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(gè)二粒子復(fù)合體系的量子態(tài)無(wú)法分解為各子體系量子態(tài)之張量積，這個(gè)態(tài)稱(chēng)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(shí)影響，認(rèn)為它的存在已被貝爾型不等式的檢驗(yàn)所證明。最早發(fā)現(xiàn)量子糾纏的是狄拉克（1926年），不是愛(ài)因斯坦（1935年）。量子糾纏是確實(shí)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(gè)電子（1和2）有四個(gè)狀態(tài)（A1,A2,B1,B2），它們形成兩個(gè)軌道糾纏態(tài)（A1B2+A2B1，A1B2－A2B1），態(tài)交換引起的附加能量稱(chēng)交換能。近年已經(jīng)能用激光把氦原子中的兩個(gè)2s電子的交換能測(cè)得非常精確，而且與精確的理論計(jì)算結(jié)果很好符合。無(wú)論在這理論還是實(shí)驗(yàn)中都無(wú)隔空影響的意味。在氘分子中有類(lèi)似的情形，當(dāng)兩個(gè)氘核遠(yuǎn)離時(shí)，保持著曾作用時(shí)留下的糾纏印記，而無(wú)隔空影響可言。對(duì)量子糾纏找不到可類(lèi)比的事實(shí)，只有一些能表達(dá)邏輯關(guān)系的隱喻。元朝管道升寫(xiě)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(gè)你，塑一個(gè)我。將咱們兩個(gè)一齊打破。用水調(diào)和。再捏一個(gè)你，再塑一個(gè)我。我泥中有你，你泥中有我。與你生同一個(gè)衾，死同一個(gè)槨。——可以隱喻量子糾纏中的交換真相。還可以打個(gè)比方，兩位干部擔(dān)任了四個(gè)職務(wù)：東鄉(xiāng)的書(shū)記兼了西鄉(xiāng)的鄉(xiāng)長(zhǎng)，西鄉(xiāng)的書(shū)記兼了東鄉(xiāng)的鄉(xiāng)長(zhǎng)，那末，東鄉(xiāng)的書(shū)記感冒，西鄉(xiāng)的鄉(xiāng)長(zhǎng)不免要咳嗽了，無(wú)論兩個(gè)鄉(xiāng)相距多遠(yuǎn)。這個(gè)情況可以隱喻量子糾纏中二者聯(lián)動(dòng)的真相，聯(lián)動(dòng)完全發(fā)生在同時(shí)同地。事實(shí)上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不僅用初包的含峰片（實(shí)體）與不含峰片（準(zhǔn)實(shí)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(gè)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(wú)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(duì)論沖突。把量子糾纏理解為隔空瞬時(shí)影響已造就一條特大、特時(shí)髦的科學(xué)謊言：“當(dāng)測(cè)量一個(gè)粒子時(shí)，另一個(gè)與之關(guān)聯(lián)的粒子會(huì)瞬時(shí)改變狀態(tài)，無(wú)論它們相距多遠(yuǎn)�！睂�(duì)量子糾纏的此種理解已導(dǎo)致一系列錯(cuò)誤，以量子隱形傳輸理論最為荒唐。誰(shuí)知竟不斷有圓謊實(shí)驗(yàn)震驚世界，而且越來(lái)越瘋狂，文1和文2即是典型。對(duì)這種子虛烏有的隔空瞬時(shí)影響（非定域性），著名瑞士物理學(xué)家尼古拉·吉辛夸口：“未來(lái)的科學(xué)史家將把我們的時(shí)代描繪為非定域性偉大發(fā)現(xiàn)的新紀(jì)元�！�
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: c, E- S4 @  H0 H& i: P# I8 f! {(4)量子不可克隆定理的謬誤
$ \& A! y% E4 Z! t. Z/ C1982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(wú)法被克隆，所以量子密碼原則上可以提供不可竊聽(tīng)、不可破譯的保密通信系統(tǒng)。然而我們知道，激光器的類(lèi)型何其多，因?yàn)楣馐侨菀妆环糯�，即光子容易被克隆。光學(xué)專(zhuān)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(wú)模式限制，只受能級(jí)匹配等物理?xiàng)l件影響。沃特斯和祖瑞克說(shuō)：“因?yàn)闆](méi)有預(yù)先的知識(shí)，我們不可能選擇正好合適的拷貝體來(lái)做這件事�！逼鋵�(shí)，無(wú)需去特意選擇，只要條件準(zhǔn)備充分，可讓其自動(dòng)選擇。做過(guò)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(lài)偏振方向，故只要準(zhǔn)備充分條件，對(duì)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(huì)有激光器。再說(shuō)，量子力學(xué)是線性理論，然而實(shí)際量子過(guò)程（像制備或測(cè)量過(guò)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(gè)非線性過(guò)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(duì)任意偏振的單光子的克隆是不可能的——也是自相矛盾的，因?yàn)椋�例如�?duì)各向同性的光放大媒質(zhì)，從旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)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?yàn)閷?duì)已知的量子態(tài)，能夠簡(jiǎn)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(lài)于我們對(duì)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(shí)左右物理規(guī)律。因此，未知量子態(tài)不可克隆定理出自對(duì)量子態(tài)疊加原理的誤解和誤用，是一個(gè)偽定理。這種克隆并不違背量子力學(xué)的基本原理，事實(shí)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(wàn)無(wú)一失”是一句假大空話(huà)。在量子密碼派與現(xiàn)代密碼派的博弈中，這句話(huà)是前者對(duì)付后者的利劍。這個(gè)偽定理還有更嚴(yán)重的后果，沒(méi)有它就不會(huì)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(guò)經(jīng)典的和EPR的雙重通道隱形傳輸一個(gè)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(gè)比喻，北京要派孫悟空（比作一個(gè)光子）立刻去深圳任動(dòng)物園園長(zhǎng)，巧遇特大臺(tái)風(fēng)和洪水，一切交通中斷。幸好兩地都有隔空傳物專(zhuān)家以及有雙胞胎猴子（比作一對(duì)糾纏光子）可以幫助解決問(wèn)題。這對(duì)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(duì)方交換的部分）�，F(xiàn)在北京的隔空傳物專(zhuān)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(yǔ)言，即把描述悟空的態(tài)矢量與這對(duì)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(gè)態(tài)張量上。四只爐子是四對(duì)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(zhuān)干對(duì)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(hào)爐上的投影正好是同胞的全息像，而在1號(hào)上的變了，右側(cè)各器官都扭轉(zhuǎn)了180度，在4號(hào)上左右反了，而在3號(hào)上的，不僅左右反了，右側(cè)各器官還都扭轉(zhuǎn)了180度。這時(shí)深圳的猴子當(dāng)園長(zhǎng)要等悟空在北京被銷(xiāo)毀，因?yàn)榭寺∈恰氨唤�止”的。按理論，他進(jìn)哪一只爐子（坍縮到那個(gè)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(hào)爐，專(zhuān)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(hào)，深圳猴子就被“核實(shí)”是地道的孫悟空了。如果不是2號(hào)，也很簡(jiǎn)單，只要按告知的爐號(hào)，依照相應(yīng)的“線性變換”做一下外科修復(fù)就行。聽(tīng)起來(lái)像煞有介事，然而悟空竊喜，專(zhuān)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(wú)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(shí)質(zhì)。不難發(fā)現(xiàn)，這個(gè)理論在物理上混淆了虛實(shí)、顛倒了遠(yuǎn)近，純屬數(shù)學(xué)游戲�？茖W(xué)史上沒(méi)有一個(gè)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(gè)簡(jiǎn)單信息也無(wú)望成功，那不是因?yàn)椤澳�好”不是一個(gè)“未知”的信息，而是根本不存在隱形傳輸?shù)目赡苄�。事�?shí)上，憑借量子隱形傳輸至今實(shí)事一項(xiàng)無(wú)成，不是因?yàn)榧夹g(shù)上的困難，而是原則上無(wú)可能性。隱形傳輸信息無(wú)異于傳心術(shù)，這個(gè)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。
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(6)一個(gè)驚天騙局形成
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(shí)驗(yàn)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(cuò)誤。不過(guò)，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的量子隱形傳輸”，被認(rèn)為是里程碑式的成就。實(shí)現(xiàn)隱形傳輸無(wú)疑是破天荒的，如果是真的話(huà)。此后，出現(xiàn)了一種說(shuō)法：“量子隱形傳態(tài)可用于大容量、原則上不可破譯（萬(wàn)無(wú)一失）的保密通信，也是量子計(jì)算的基礎(chǔ)。”這個(gè)魅力無(wú)限的夢(mèng)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(jì)算的各種“突破性成果”隨之接踵而來(lái)。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(shuō)：“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(lè)，甚至包括感冒，傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)的地方？”諾貝爾物理獎(jiǎng)得主約瑟夫森2001年在一篇短文中寫(xiě)道：“量子理論與信息和計(jì)算理論現(xiàn)在已被富有成效地結(jié)合起來(lái)。這些發(fā)展可以導(dǎo)致對(duì)像傳心術(shù)等過(guò)程的解釋?zhuān)瑐餍男g(shù)是不列顛的研究前沿領(lǐng)域，這些過(guò)程在傳統(tǒng)科學(xué)中還是不能理解的。” 最樂(lè)觀的是，2006年美國(guó)《福布斯》雜志曾對(duì)20年后新職業(yè)預(yù)測(cè)中有隔空傳物專(zhuān)家一項(xiàng)，寫(xiě)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(chē)不會(huì)有了，汽車(chē)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(lái)。”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(gè)驚天騙局已經(jīng)形成，它不僅愚弄了無(wú)數(shù)的外行人，還迷倒了無(wú)數(shù)的內(nèi)行人。
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現(xiàn)在根據(jù)以上的討論，對(duì)文1和文2以及以往的同類(lèi)論文要給予負(fù)面的評(píng)論，意見(jiàn)是，此類(lèi)工作依據(jù)的理論、實(shí)驗(yàn)路線和做出的結(jié)論都是錯(cuò)誤的，宣稱(chēng)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(gè)彌天大謊�；奶频牧孔与[形傳輸理論及其巫術(shù)性實(shí)驗(yàn)演示危害極大，至少有三：
(1)浪費(fèi)國(guó)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(shì)，阻止這種浪費(fèi)是當(dāng)務(wù)之急。建議對(duì)我國(guó)863計(jì)劃中、973計(jì)劃中以及十二五規(guī)劃中有關(guān)量子隱形傳輸?shù)捻?xiàng)目和課題重新進(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(guó)殃民的事。
(2)在學(xué)校里誤人子弟，在社會(huì)上誤導(dǎo)公眾。量子隱形傳輸理論及其實(shí)驗(yàn)演示已見(jiàn)于教科書(shū)和廣泛的科普作品，貽害不淺。呼吁教科書(shū)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(shí)灌輸給學(xué)生和公眾。
(3)危害科學(xué)和文化。科學(xué)與巫術(shù)聯(lián)姻會(huì)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(shí)上已把量子信息科技的發(fā)展引向錯(cuò)誤方向，也已有被邪教利用的情況，其危害不可小覷。
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看來(lái)，現(xiàn)在是揭穿這個(gè)驚天騙局的時(shí)候了！
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& C7 c, t& r  H  C0 n（王國(guó)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(méi)有這方面的專(zhuān)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(jiǎn)明扼要的給我們科普一下，200字以?xún)?nèi)。

冷水黃金

樓主放心，我會(huì)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
樓主能不能通俗的簡(jiǎn)明扼要的給我們科普一下，200字以?xún)?nèi)。

  M- }0 f! K: u這個(gè)很牛逼，美帝高呼不可戰(zhàn)勝。
1 y' h- K! l6 C2 f  C% n國(guó)內(nèi)有人表示是假的，是騙局。
總結(jié)完畢。
% e6 j" J" S: L  B

入神

此長(zhǎng)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(guò)一本科幻小說(shuō)，人類(lèi)當(dāng)時(shí)已經(jīng)能即時(shí)通訊，超越了時(shí)空的界限，在幾十光年外的某外星體，人類(lèi)艦隊(duì)在地球上指揮員指揮下，即時(shí)通訊的優(yōu)勢(shì)下，面對(duì)數(shù)十倍的敵人，終于驚險(xiǎn)取勝，全殲外敵-蟲(chóng)族。
  r2 q/ v4 G* m& m我想這個(gè)"量子糾纏與量子通信"有點(diǎn)像這個(gè)遠(yuǎn)距離即時(shí)通訊。

shasu

真假難辨， 坐等結(jié)果