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(ISNS) -- 科学家们正在努力创建一个基于太空的量子通信网络，该网络可以实现无法监控的传输。
在这样做时，他们可能会使一个名叫斯科蒂的人真正将一些信息隐形传输到太空成为可能。
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安大略省滑铁卢大学的托马斯·詹内温说，这足以“吓到”阿尔伯特·爱因斯坦，他是该领域的顶级研究人员之一。
加密研究可能具有直接的实际意义。该过程将利用纠缠的光子，爱因斯坦——他一直抵制量子理论的后果直到去世——称之为“远距离的幽灵般的动作”。
詹内温说：“如果我们能利用纠缠光子之间的关联来建立量子密钥，它就可以用于安全通信。”
爱因斯坦和他的两位同事在 1935 年提出，如果您有两个相互作用的量子系统，例如分子中的两个原子，然后将它们分开，它们将保持纠缠，这意味着它们的性质将不可分割地联系在一起。测量一个原子会立即导致另一个原子发生变化，无论它们相隔多远。
爱因斯坦认为存在一个普遍的速度限制：没有任何东西可以比光速更快，所以他认为这种通信——“幽灵般的动作”——是不可能的。
但在 1972 年，一群美国科学家表明，这正是发生的事情，至少在他们实验室实验的短距离范围内是这样。
几十年前，另一位物理学巨头沃纳·海森堡在他的著名不确定性原理中提出，仅仅观察一个粒子或以其他方式干扰它就会改变它的性质，并且——根据量子理论——它的纠缠孪生子也会立即改变。
常见的加密涉及使用密钥，一系列对消息进行编码和解码的数字和字母。发送者有一个用于加密消息的密钥；接收消息的人有另一个用于解码的密钥。
科学家们可以设想将量子信号束从一个地方发送到另一个地方以生成加密密钥，但存在一个问题。
量子通信信号在地球上无法传输很远。目前的记录是 89 英里，由詹内温和当时在维也纳大学的一个团队在加那利群岛创造。问题是大气中的传输损耗或散射。
美国国家标准与技术研究所的专家约书亚·比恩方表示，即使使用光纤电缆也不是答案。他说，单个光子在光纤电缆中安全传输超过大约 250 英里的几率很小。
这就是为什么詹内温和其他研究人员正在关注太空，因为光束不会在真空中散射。他的实验室和其他实验室现在已经为这样的卫星设计了一个设计，这将测试出来。
詹内温描述了一个系统，其中卫星中的一个设备产生纠缠光子对，并同时将每对中的一个通过数百万光子的光束传输到两个地面站，所有光子都处于纠缠的量子态。这意味着两个站应该具有相同的密钥。
这两个站将比较它们。如果传输没有被窃听者拦截或修改，则这两个密钥应该是相同的。然后，发送者可以发送一个传统的加密消息，确保没有人正在窃听。
但是，如果密钥有任何改变，如果有人拦截了密钥消息，海森堡的理论就会发挥作用，光子就会被改变。双方都会知道是否有窃听者，并重新发送密钥或尝试另一个系统。
世界各地的几家公司和政府研究机构正在研究类似的卫星系统。
詹内温在《物理世界》杂志中写道：“此外，可以进行远距离‘量子隐形传输’实验——实现著名的《星际迷航》‘把我传送上去，斯科蒂’命令的第一步可能只需几年时间。”在量子隐形传输中，实际物体本身不会被传送上去。相反，它们的信息——编码在量子态中——会从地球上的一个粒子中消失，然后在太空中的一个粒子中重新出现。
詹内温说，该方案将需要三个光子。一个是输入光子，要进行隐形传输，另外两个是纠缠和分离的。
詹内温说：“输入光子与其中一个纠缠光子相关联，因此它的量子态完全转移到另一个纠缠光子上，该纠缠光子可能在远处。” “最终的光子是新的‘原始’光子，最初的光子完全丢失了它们的信息。”
开发量子卫星系统的另一个好处是，它将使物理学家能够在更大的距离上测试量子理论。