科幻梦想（或纯粹的幻想）——瞬间从一个地方到达另一个地方——在今年 2 月 14 日随着道格·里曼根据史蒂文·古尔德的小说改编的电影《Jumper》的上映而延续。我们请加州理工学院的量子物理学家 H. Jeff Kimble 解释物理学家如何理解量子隐形传态，结果发现它与计算的相关性高于通勤。
关于物理学中的隐形传态，最大的误解是什么？
物体本身被发送了。我们不是在发送物质的东西。如果我想给你发送一架波音 757，我可以把所有的零件都寄给你，或者我可以寄给你一张显示所有零件的蓝图，寄蓝图要容易得多。隐形传态是一种关于如何将量子态（波函数）从一个地方发送到另一个地方的协议。
这很难做到吗？
最直接的方法是想象它是一个电子：只需将电子从 A 点射到 B 点，它就会带着它的量子态一起移动。但这并不总是那么好，因为状态在这个过程中会被搞乱。
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隐形传态如何解决这个问题？
实现隐形传态的特殊资源是纠缠。你是爱丽丝（位置 A），我递给你一个处于未知量子态的电子。你的工作是将量子态（而不是电子）发送到位置 B，即鲍勃。如果你试图直接测量它，你必然会扰乱它。
你和鲍勃也共享一对电子——你有一个，鲍勃有另一个——它们处于纠缠态，这样如果你的自旋向上，他的自旋向下，反之亦然。你对两个电子进行联合测量——我给你的那个和你与鲍勃共享的那个。这会给你两个比特的信息。你用手机给鲍勃打电话，把这两个比特给他，他用它们来操纵他的电子。宾果！在理想情况下，他可以完美地重现我给你的电子的状态。
为什么要传输量子态？有什么应用？
想象一下你想构建一台量子计算机。量子存储器必须与量子处理器对话。隐形传态只是一种花哨的量子线。
那么，自从《大众科学》1997 年关于量子隐形传态的报道以来，量子隐形传态取得了哪些进展？
1998 年，我的团队演示了光束的隐形传态。我会说那是第一次真正的演示。几年前[2004 年]，由科罗拉多州博尔德市国家标准与技术研究所的戴维·J·温eland领导的一个小组，以及几乎同时，奥地利因斯布鲁克的 Rainer Blatt 领导的一个小组，传送了一个捕获离子的内部自旋。这是第一次用大质量粒子的状态进行隐形传态。最近[2006 年]，哥本哈根大学的尤金·S·波尔齐克小组将光的量子态直接传送到了材料系统中。
这些演示有任何实际价值吗？
它具有实际意义，因为量子计算机将是一个混合系统。光非常适合以极低的损耗从一个地方传播到另一个地方，但光真的很难存储。
换个话题——这部新电影《Jumper》是关于一个孩子和其他一些可以从一个地方瞬移到另一个地方的人。
我不知道。
如果你看过《X战警2》，有夜行者...
我也没看过《X战警》。
你看 NBC 的《英雄》吗？
不。我看一些足球季后赛。
但你知道柯克船长...
我有一些建议。别在你的故事里谈论传送人。科学领域存在一个非常令人兴奋的前沿领域，这是 15 或 20 年前不存在的，那就是量子信息科学，它将传统计算机科学和量子力学结合在一起。正在发生的事情令人兴奋。