就像宇宙中其他一切事物的运动速度都有极限一样，信息在宇宙中的传播速度也有一个极限。这是一条规则。但是，一个量子物理学家团队，就像量子物理学家经常做的那样，已经弄清楚了如何打破它。
在正常情况下，信息传输的最终极限——宇宙的带宽——是每个基本粒子一个比特，移动速度不超过光速。这是在“经典宇宙”中，也就是在量子物理学介入之前事物的表现方式。
这就是这个限制的来源：如果您想将由比特“1”或“0”组成的消息发送给光年之外的朋友，而您只有一个光子，那么您可以将这个单个二进制数编码到光子中，并以光速发送给您的朋友。您的朋友一年后会收到消息。如果您的朋友想使用该光子将二进制消息发回给您，您将不得不等待另一年。如果您想在那段时间内发送更多信息，则需要更多的光子。
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但是在2月8日发表在《物理评论快报》上的一篇新论文中，一对量子物理学家表明，理论上可以将该带宽加倍。
这篇题为《使用单个量子粒子进行双向通信》的论文中描述的技术，并不能让您用一个粒子向您的朋友发送两个比特。但是，它确实允许您和您的朋友同时使用同一个粒子彼此发送一位信息。
研究人员写道，如果两个人想实现这个技巧，他们必须将粒子置于“不同空间位置的叠加态”。
维也纳大学的该研究的共同作者弗拉维奥·德尔桑托告诉《生命科学》说：“这通常被描述为同时处于两个地方。”
现实情况要复杂得多，但是将粒子想象成同时处于两个地方是理解这里发生了什么的有用快捷方式。
这样，爱丽丝和鲍勃（这是德尔桑托和他在奥地利量子光学和量子信息研究所的合作者博里沃杰·达基奇称呼他们的量子通信者的方式）在通信开始时都拥有相同的粒子。德尔桑托说，每个通信者都可以将单个信息位（1或零）编码到粒子中。
他们的通信仍然受到光速的限制。当爱丽丝将“1”编码到粒子中时，鲍勃不会立即看到它。她仍然必须将粒子发回给他。但是这种情况很特殊，因为爱丽丝和鲍勃都可以将一位信息编码到粒子中，并同时将其发回给对方。
当粒子到达时，他们每个人看到的消息将是他们自己的信息位和对方的信息位加在一起的结果。如果爱丽丝编码为零，鲍勃编码为1，那么他们每个人都会看到1。但是，由于爱丽丝知道自己输入的是零，因此她会知道鲍勃输入的是1。并且由于鲍勃知道自己输入的是1，因此他会知道爱丽丝输入的是零。如果两者都输入1，或者两者都输入零，则结果为零。
在每种情况下，两个接收者都会知道对方发送的比特，并且他们将通常两个人使用单个粒子相互发送比特所花费的时间缩短了一半。
带宽翻了一番。
这在现实世界中有效
这篇发表在《物理评论快报》上的论文纯粹是理论性的，但德尔桑托和达基奇与维也纳大学的一个实验团队合作，以表明该方法可以在现实世界中起作用。
他们的结果的这一部分尚未经过同行评审并在期刊上发表，但可在预印本服务器 arXiv上获得。
研究人员使用分束器将光子分成空间叠加态，这意味着它们在某种意义上同时处于两个地方。科学家们写道，通过这样做，他们完成了第一篇论文中所描述的：将比特编码到分裂的光子中，将它们混合在一起并解释结果。
研究人员还表明，通过稍作修改，此技术可用于进行完全安全的通信。德尔桑托说，如果其中一个通信者爱丽丝输入一个随机的比特串，而鲍勃编码真实的连贯消息，那么任何窃听者都永远无法在不知道爱丽丝编码了什么的情况下弄清楚鲍勃在告诉爱丽丝什么。
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