爱丁堡大学揭秘量子纠缠通信新突破：星际通信或已触手可及

爱丁堡大学揭秘量子纠缠通信新突破：星际通信或已触手可及

引用

腾讯

等

5

来源

1.

https://new.qq.com/rain/a/20240922A04B3A00

2.

https://arxiv.org/abs/2501.14020

3.

https://m.weibo.cn/status/5081436955085219

4.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BD%BC%E5%BE%97%C2%B7%E5%B8%8C%E6%A0%BC%E6%96%AF

5.

http://www.naturechina.com/articles/nr-2

2024年9月，爱丁堡大学希格斯理论物理中心发布了一项令人振奋的研究成果：通过量子纠缠实现星际通信不仅是理论上的可能，更是技术上可实现的方案。这项发表在arXiv上的研究，为人类探索宇宙、寻找外星文明开辟了全新途径。

研究团队发现，利用量子比特（qubit）之间的纠缠特性，可以建立跨越星际距离的高效通信通道。量子比特是量子信息的基本单位，可以同时处于多种状态的叠加态，这使得量子通信的数据传输速度远超传统方法。

为了验证这种通信方式的可行性，研究人员分析了星际介质的特性，并计算了假设的星际通信通道的量子容量。结果显示，要实现有效的量子通信，需要满足两个关键条件：

1. 光子波长限制：传输的光子波长必须小于26.5厘米，这样可以避免宇宙微波背景辐射的干扰。
2. 巨型望远镜：接收信号需要使用直径至少100公里的地面望远镜。如果将望远镜放置在大气层之外，可以使用更短的波长，但即使是波长约为0.001纳米的伽马射线，也需要直径约200米的望远镜。

这项研究还为著名的费米悖论提供了新的解释。费米悖论指出，尽管外星文明存在的可能性很高，但人类尚未能与其建立联系。研究人员认为，如果外星文明已经在使用量子通信技术，而人类尚未掌握足够的接收能力，那么这种技术限制可能是导致无法建立联系的原因。

在科幻设定中，量子纠缠不仅用于信息传输，还被应用于意识的传递。这里就不得不提到量子纠缠神识体系中的一个重要定律——意识不可克隆定理。该定理指出：任何具备自我观测特性的意识量子态，无法被完全复制而不引发本源信息熵变。

这个定理在科幻设定中有三个重要表现：

1. 波函数坍缩屏障：当尝试复制意识态时，观测行为会触发波函数坍缩，导致信息大量丢失。
2. 非定域性污染：违反克隆定理会引发跨维度因果紊乱，需要消耗大量平行宇宙资源。
3. 冯·诺依曼链式反应：强行克隆会触发意识态自我防御机制，释放量子退激辐射，污染周边量子比特。

这些设定虽然充满想象力，但与现实中的量子不可克隆定理有着惊人的相似之处。现实中的量子不可克隆定理指出，无法精确复制一个未知的量子态，这为量子信息的安全性提供了天然保障。

爱丁堡大学的这项研究不仅展示了量子纠缠在星际通信中的巨大潜力，也为科幻设定提供了科学依据。虽然目前的技术水平还无法实现如此大规模的量子通信，但这项研究为未来的发展指明了方向。

正如研究者所言，如果外星文明已经在使用这样的通讯方式，而人类还没有建造出足够强大的接收设备，那么，或许在不远的将来，当人类掌握了更先进的技术，就能真正开启与外星文明的对话，揭开宇宙中更多未知的奥秘。