瞬间移动真能实现吗？
2018/6/28 10:58:18 中科院物理所
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来源 the Guardian
撰文 Dave Hall
翻译 胡琦琳
审校 谭坤
图为《星际迷航》中的威廉·夏特纳和伦纳德·尼莫伊。这部影片在20世纪60年代将瞬间移动的概念带入大众视野。
图片来源：Allstar/派拉蒙
尽管瞬间移动看起来比柯克船长首次复活还要遥远，但科学家们仍在努力要让其成为实现。
《星际迷航》中有很多问题有待解答。这系列电影不满足于用移相器和曲速引擎等不合理的期待来忽悠观众，而是将瞬间移动的概念带入大众视野中。影片中描述当我们进入了一个巨大的扫描仪后的瞬间，就会发现自己身处他处，思维、身体以及灵魂都完整无缺(不会像杰夫·高布伦那样，是绝对的毫发无损)
理论上，有两种方法可以将其实现：第一种是在 x 处进行物理上的解构，然后在 y 处中重构；第二种是将人翻译成数据进行传输，接着再转换为物质实体，就像某些有机传真机一样。
你觉得这不可能？在1993年，一个由六名科学家组成的国际组织证明完美的瞬间传送在理论上是可以实现的，至少是没有违反任何物理定律。近年来，美国和中国的科学家都在致力于将其实现。就在去年，中国科学家利用“量子纠缠”的现象，将光子“远距离传送”至300英里外的卫星上。这种鬼魅般的超距作用(爱因斯坦这么称它的)，简单地说，就是指一对光子能够同时具有相同的状态，即使这两个光子相距甚远。非常神奇的是，两粒子间即使没有任何可观察到的连接，但只要改变其中某一粒子的状态，另一个粒子也会随之同时发生变化。
《变蝇人》(1986年上映)中杰夫·高布伦半人半蝇的命运是对远距离传输潜在危害的警告。
图片来源：二十世纪福克斯/Koabl/Rex/ Shutterstock
科学家们开始想弄清楚如何可以利用这现象在两个纠缠的粒子间传送信息。后来，他们发现可以让第三个粒子与其中一个粒子发生纠缠，从而实现操控远处粒子的状态。
而这个发现能为“量子互联网”带来巨大的可能性。相较于传统的互联网，它具有更加快速、强大，难以入侵的优势。
当前，我们仍在研究如何瞬间传送光子的阶段。即使像乐观派物理学家加来道雄预言的那样，十年后我们就会知道如何传送原子，接着还会知道如何传送分子，但因此需要记录和传送的比特数将难以想象，如一个小小的大肠杆菌，是由9×1010个原子组成，而我们的身体更是由32万亿个细胞构成，比宇宙中已知的恒星数还多31.2万亿。
根据莱斯特大学的一项关于运算能力的研究，当远距离传送一个人时，需要先将你的细胞转换成数据，而这个数据量大约有2.6 x 1042位，也就是2.6后面紧跟着42个0。
图为1939年上映的巴克·罗杰斯。图片来源：Universal/Kobal/Rex/Shutterstock
此时，你就需要有惊人的带宽和约10万亿千瓦时的电量。这么算来，传输一个人就需要占用整个英国一百万年的电量，耗时4.8万亿年才能完成传送，比宇宙存在的时间还长约35万倍。走路都比这快一些。
而且经过这么长时间的传送，你很有可能都在传输完成前就已经牺牲了。即使是使用目前最顶级的3D 打印机、材料和扫描仪，都无法复制一坨牛粪，更别说人类的神经元，记忆，思想和个性了。
又或许在有朝一日实现了，那你是在传送一个副本吗？当你在 y 出现的时候， x 处的你会发生什么？原本的你会发生改变吗？如果会的话，那哪个正常人会愿意测试这台神奇的机器？
但加来道雄认为上述问题都可以得到解决，并预计人类的远距离传输会在100多年后实现。他设想会有一台类似超分辨率磁共振扫描仪的传送器出现，能在精度为单原子量级的像素下完成传送。
加来道雄还提出可以利用X射线来传送这些数据。凭借X射线超短波长和高频的特点，可以传送普通光纤能传输数据量的一百万倍。你的数据将先被加密并传送至太空，经卫星网络的反射，再传送到世界另一端的量子计算机上。虽然加来道雄忽略了我们应该如何处理原本的“你”的问题，但他预言在未来的十年就能实现简单分子的远距离传送，很快也就会轮到 DNA 的传送。
关于大量数据和原子该如何粉碎的问题，我们则可以先将如何解构和重构放到一边，暂且先考虑如何实现快速的远距离传送材料。
扭曲时空就可以作为远距离传送的一种方法。我们都听说过折纸的类比，即通过简单的“折叠”两个时空点创建一个爱因斯坦罗森桥将两个远距离的点连接在一起。但很可惜，这种众所周知的机器至今也只是理论上可行，而且将两个黑洞连接起来完成传送，需要先将你的身体压缩成一个原子的宽度。
图为2004年拍摄的加来道雄教授。加来道雄预计100年内能够实现人类的远距离传送。图片来源：BBC
当然还有其他方法，如等离子体束，理论上，等离子束可以实现一分钟内将你从伦敦传输到悉尼。或者更“传统的”交通运输的方法，由类似 NASA 极具潜力的 EmDrive 提供动力，则可利用所谓的“曲速泡”以大于光速的速度进行传送。
虽然远距离传送还有很长的路要走，又或许我们只是又一次的成为自己想象力的牺牲品：你能想象某种东西，并不意味着你就可以或应该这么做。毕竟大多数人希望到达时时毫发无损。
文章链接：
https://www.theguardian.com/technology/2018/jun/12/teleportation-will-it-ever-be-a-possibility
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编辑：可乐不加冰
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