量子隱形傳態成功了，《星際迷航》中的人體傳送或將成為現實

我們離遠距離人體傳送還有多遠？
這是最受歡迎的科幻小說主題之一，它假設了某種終極形態的科技魔法，在這個魔法下，人體被掃瞄並分解，然後在完全不同的地方瞬間重組。
聽起來像是一種輕鬆愉快的旅行方式，前提是在此過程中你的某些關鍵身體零件沒有丟失。
研究人員在實現這一目標上一直在取得進展，但只是在很小的範圍內，在傳送光子（光的粒子）以及銫和銣等原子上取得了成功。
但是我們準備好傳送人了嗎？
人體傳送是什麼意思？

首先，讓我們討論一個關於瞬間傳送的重大哲學問題：人體傳送到底是什麼意思？
假設你成功製造了某種設備，能將人從一個地方傳送到另一個地方。然而，當那個人到達第二個地點時，他真的還是同一個人嗎？被傳送的人不是必須首先被一個原子一個原子打散，再在目的地重新創造他或她的副本嗎？照這麼說來，瞬間傳送是否在這一端實際上是一場謀殺，而在另一端則意味著某種重生？
而那第二個人，即使擁有與傳送前完全相同的原子和思維，真的與先前的自己完全一樣嗎？或者更準確地說，是先前的自己的一個複製品？如果人體傳送要求我們克隆自己（可能是無數個），那麼這對原先的人又意味著什麼？
實質上，一開始用這項技術，它們就不存在了。
正如理論物理學家加來道雄（譯者註：加來道雄，著名美籍理論物理學家，紐約城市大學研究生中心的理論物理學教授，科學暢銷書作者，曾主持過BBC、探索頻道、科學頻道等紀錄片節目）在該話題上所說的，如果“你看到原來那個人死了，而你相信有靈魂，靈魂去了天堂或其他什麼地方，但那個人已經死了，那麼這個冒名頂替者是誰？”

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加來道雄

當然，這個謎題描述的是遠距離傳送的一種方式。儘管招致如此強烈的反對意見，加來道雄仍然認為我們有能力在未來100年內克服重重障礙，讓人體傳送成為可能。
量子隱形傳態的成就

迄今為止，科學家們已經能實現的主要是量子隱形傳態。這種隱形傳態是微觀層面的，是在粒子之間傳遞信息屬性，而非傳送實際物質。
這項技術可能會促使量子互聯網的誕生，這種下一代互聯網速度驚人，具有極高的精度和安全性。
在2020年底的一項研究成果中，科學家首次能夠通過43公里長的光纖網絡傳送量子信息，精度達到90%。傳送的信息採用了光子量子位的形式，這一兩態系統是量子信息的基本單位。通過兩個粒子或多個粒子相關聯的量子糾纏，它們能被遠距離共享。即使相距很遠，一對糾纏粒子中的編碼信息也會被傳送。
這項研究由費米國家加速器實驗室、美國能源部國家實驗室、芝加哥大學、美國電話電報公司、加州理工學院、哈佛大學、美國國家航空航天局噴氣推進實驗室和卡爾加里大學共同完成。
論文的共同作者之一、費米實驗室科學家、費米實驗室量子科學項目負責人帕納約蒂斯·斯賓佐裡斯（Panagiotis Spentzouris）解釋了這一成就的重大意義。
斯賓佐裡斯說：“這些結果令我們激動不已，這是一項關鍵性的技術成就，它將重新定義我們進行全球通信的方式。”

費米實驗室量子網絡的高保真量子隱形傳態是通過將光纖電纜連接到現成設備（如上圖所示）以及最先進的研發設備上實現的。
如果實驗成功，量子互聯網可能會引發一場改變計算、數據存儲和精密傳感器的通信革命。
遠距離傳送的壯舉

在此次成就之前，成功的隱形傳態實驗包括2019年日本研究人員在鑽石晶格內傳送信息的嘗試。他們設法利用氮納米磁鐵將光子的偏振態傳輸到碳原子上，本質上是傳送光子。
在2017年另一項遠距離傳送的壯舉中，中國科學家實現了將光子瞬間傳送到距地球500公里的衛星上。在這個實驗中，他們在地面創造了一對糾纏光子，然後將其中一個光子傳送到衛星上，另一個則留在地面。
為了確保它們仍處於糾纏態，研究人員對這兩個光子都進行了測量。儘管有數百萬光子以這種方式傳送，我們在911個實例中都取得了積極結果，這突顯了一個事實，那就是說到人體傳送，我們肯定希望成功率更高了。
關於人體傳送的有趣數字

事實上，2013年一項由萊斯特大學物理系學生進行的有趣研究得出一些有用的數字，證明了人體傳送有多麼複雜，即便我們傳送構成這個人的全部信息，並在其他地方對他進行重組。
他們推斷，人體的可轉移數據可能是由組成每個細胞基因組的DNA鹼基對組成的。
因此，每個人體細胞的總數據大約是1010比特（b），而一個完整人體的數據大約是2.6 x 1042比特。發送如此海量的數據所需要的技術迄今尚未發明。根據學生們所採用的2013年的技術標準，光是傳輸一個人的數據（在29.5到30G的帶寬下）都需要4.85×1015年，比宇宙的年齡還要長得多。

電影《星際迷航》中的人體傳送

當然，更好的技術和新的方法對於將人體傳送變成現實是必要的。如果你希望有一天它能實現，那麼你不是一個人。
荷蘭代爾夫特理工大學教授羅納德·漢森（Ronald Hanson）2014年成功完成量子隱形傳態實驗後接受採訪時表示：
“如果你認為我們的人體只不過是一組以特定方式連在一起的原子，那麼原則上就可以把我們自己從一個地方傳送到另一個地方。在實踐中，這是極不可能的，但要說這永遠行不通，則是非常危險的。我不會排除這種可能性，因為沒有基本的物理定律可以阻止它。如果它真的發生了，那將會是在遙遠的未來。”
這項技術到底還有多遠，有待商榷。
可供參考的是，讓人體傳送聞名世界的美劇《星際迷航》將背景設定在22到24世紀之間。
讓我們看看我們的想像力是否趕得上現實。