演講 | 潘建偉（中國(guó)科學(xué)院院士）

●　●　●

非常高興今天能夠有機(jī)會(huì)給大家介紹我們的一些工作，我今天報(bào)告的題目就叫做“漫話量子”,，在今年新年來(lái)臨之際,，我覺(jué)得我們有必要給公眾介紹一下我們這一年來(lái)做的一點(diǎn)事情。今年的8月16日“墨子號(hào)”量子星在九泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,，這是當(dāng)時(shí)發(fā)射時(shí)候的一個(gè)影像,。

這是當(dāng)時(shí)發(fā)射的時(shí)候，現(xiàn)在看起來(lái)很輕松,，當(dāng)時(shí)在發(fā)射前面30秒,，其實(shí)我自己也是雙掌合十，盡管沒(méi)念阿彌陀佛,，但是也是在說(shuō)老天保佑，希望我們的衛(wèi)星能夠成功地送入太空,。8月16日之后,，可能大家沒(méi)有特別注意，9月15日,，在九泉衛(wèi)星發(fā)射中心“天宮二號(hào)”又成功發(fā)射了,，這是在發(fā)射的當(dāng)時(shí)我們自己拍的視頻。

“天宮二號(hào)”也搭載了我們空地量子密鑰分配裝置,，大家看到月亮,，我們拍下來(lái)的地球畫面,，看起來(lái)就像太空當(dāng)中又多了一顆明月。大家可能會(huì)覺(jué)得比較奇怪,，為什么我們?cè)谝粋€(gè)月里面連續(xù)發(fā)射了兩個(gè)和量子相關(guān)的載荷火箭,，發(fā)射之后又出現(xiàn)了一個(gè)什么樣的情景？

我們當(dāng)時(shí)就想看看有沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道,，于是做了一個(gè)簡(jiǎn)單的收集,，墨子號(hào)衛(wèi)星發(fā)射之后，不僅受到了國(guó)內(nèi)廣泛的關(guān)注,，還受到了國(guó)際上廣泛的關(guān)注,。比如說(shuō)美國(guó)的《紐約時(shí)報(bào)》，英國(guó)的《新科學(xué)家》,，英國(guó)的《BBC》,，還有《金融時(shí)報(bào)》等等，基本上國(guó)際上比較有影響的媒體,，都對(duì)我們中國(guó)成功發(fā)射的量子衛(wèi)星做了一個(gè)報(bào)道,。今年年底，英國(guó)的《自然雜志》點(diǎn)評(píng)2016年度國(guó)際的重大科學(xué)事件,，量子星發(fā)射這一成果和今年引力波的發(fā)現(xiàn)等重大科技成果一起入選了,。隨后幾乎同時(shí)，科學(xué)美國(guó)人也評(píng)選了2016年度的改變世界的十大技術(shù),。我仔細(xì)看了一下,，只有量子星的技術(shù)是來(lái)自于美國(guó)本土之外的創(chuàng)新性的科技成果。

其實(shí)這個(gè)量子衛(wèi)星的發(fā)射它是有一個(gè)標(biāo)志性的意義,，我稍后會(huì)講到,，我們一個(gè)夢(mèng)想希望能夠讓我們中國(guó)重新回到科技創(chuàng)新一個(gè)國(guó)際的頂峰上面去。

我們當(dāng)時(shí)選“墨子號(hào)”的原因,，主要是因?yàn)槟邮俏覀儦v史上的第一位科圣,。墨子他是生活在公元2400年前，他有些觀點(diǎn),，其中之一就是“平等,、博愛、反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)”,，所以他的一個(gè)觀點(diǎn)是“兼愛,、非攻”。當(dāng)時(shí)非常有意思的,，他在《墨經(jīng)》里面專門提到了“端,，體之無(wú)序而最前者也”，端是什么意思呢,？就是小顆粒,，這個(gè)小顆粒實(shí)際上是組成所有物質(zhì)的最基本的單位,，從這個(gè)含義上里講，墨子是在國(guó)際上所有的科學(xué)家里面最早提出原子概念的雛形,。

與他同期的希臘的科學(xué)家,、哲學(xué)家德謨克利特也提出了相同的觀點(diǎn)，另外他在《墨經(jīng)》里面提到“止,，以久也,，無(wú)久之不止”，這句話什么意思呢,？就是要讓一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)能夠停止,，它是需要有阻力的?！盁o(wú)久之不止”,，久就是力的意思。為什么一個(gè)一個(gè)物體會(huì)停下來(lái)呢,？主要因?yàn)槭艿搅Φ淖饔?，如果說(shuō)沒(méi)有阻力的話，一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是永遠(yuǎn)不會(huì)停止的,。這就跟我們?cè)诟咧袑W(xué)到的牛頓的慣性定律是完全一樣的,。

當(dāng)時(shí)與他同時(shí)期的一個(gè)非常有名的哲學(xué)家叫亞里士多德，他當(dāng)時(shí)卻說(shuō),，如果一個(gè)物體沒(méi)有力的作用的話它就會(huì)停下來(lái),。2000年之后，牛頓才提出慣性定律精確的表達(dá)形式,，如果物體在沒(méi)有受到外力的作用下,，它是可以一直地運(yùn)動(dòng)下去的。墨子在2000多年之前,，我們中國(guó)就已經(jīng)有一位偉大的科學(xué)家了,，在物理學(xué)方面提出了非常基本的概念,。

我們經(jīng)常有一種想法,，中國(guó)人是不是不適合來(lái)做科學(xué)。我們當(dāng)時(shí)取這個(gè)“墨子星”的原因就是想告訴大家,，我們中國(guó)人不僅其他事情可以做得很好,，我們的科學(xué)也可以做得很好。

另外,，墨子還有一個(gè)很重要的工作，是跟我們“量子星”的工作是緊密聯(lián)系在一起的?，F(xiàn)在我們都知道光線是沿著直線傳播,，但是在古時(shí)候這個(gè)事情是非常不清楚的,，怎么通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明光是沿著直線傳播的呢？墨子在2000多年之前,，他搞了一個(gè)小孔成像實(shí)驗(yàn),。他說(shuō)站在門外面，挖一個(gè)小孔,，里面有個(gè)墻,，結(jié)果里面墻上的影子是倒過(guò)來(lái)的，我們就知道光只有沿著直線傳播才會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象,。如果光不是沿著直線傳播的話,，我們“墨子星”后面所講到的很多事情都做不成，所以我們把這顆世界上的首顆“量子星”取名為“墨子號(hào)”,，一方面是為了紀(jì)念它在我們中國(guó)科學(xué)方面所取得的一些重大的進(jìn)步,，同時(shí)也為了紀(jì)念它在我們光學(xué)方面取得的一些成就。

其實(shí)“量子星”有一個(gè)非常有意思的,，代表性的意義,。就正如今年年底，《華爾街日?qǐng)?bào)》發(fā)表了一篇文章,，它說(shuō)在沉寂了1000年之后,，中國(guó)發(fā)誓要回到發(fā)明創(chuàng)新之巔。這個(gè)時(shí)候我們覺(jué)得“墨子號(hào)”本身發(fā)射之后,，確實(shí)在社會(huì)的反響上取得了一些良好的反響,，這么一顆有影響的衛(wèi)星它到底是什么東西呢？為什么會(huì)引起如此廣泛的國(guó)際關(guān)注呢,？我想在下面簡(jiǎn)要地介紹一下量子的基本概念,。

什么是量子？

其實(shí)量子非常簡(jiǎn)單,，比如說(shuō)我有一杯水,，然后把水進(jìn)行細(xì)分、細(xì)分之后,，你用放大鏡一看,，最后是由一顆顆小顆粒組成的，我們就把它叫做水分子,，那是水最小的顆粒了,。又比如鐵，你把鐵切開,，最后就變成一個(gè)個(gè)鐵原子了,。光也是這樣，光從激光筆里射出,，你把它細(xì)分之后,，它也由很多小顆粒組成,，比如一個(gè)15瓦的電燈泡，它大概每秒會(huì)發(fā)射出10的18次方的小顆粒,，我們把這些小顆粒就叫做光子,，所有的構(gòu)成物質(zhì)世界的最基本單元就叫做量子。

所以量子其實(shí)很簡(jiǎn)單,，我們每天都大把大把的吃進(jìn)量子,，每天光照過(guò)來(lái)，好多光子打到你身上,，那是無(wú)窮多的,。對(duì)這些小顆粒它是也不能再分割了，不存在二分之一的水分子,，二分之一的光子,，二分之一的鐵原子，因?yàn)樗菢?gòu)成物質(zhì)的最基本的單元,，這就是量子,。

量子在哪兒？

量子它有一個(gè)非常奇怪的特征,，我們?cè)凇段饔斡洝防锎蠹铱赡芸吹竭^(guò),，孫悟空的毫毛，一抓,，一吹,，孫悟空可以在不同的地方出現(xiàn)，實(shí)際上在量子世界也有這樣的概念,，但是我們?nèi)粘Ｉ钪惺菑膩?lái)沒(méi)有遇到過(guò)的,。

比如說(shuō)，經(jīng)典世界里面有一個(gè)人,，他要么在這里,，要么就在那里，也就是說(shuō)我在上海就不可能在北京,，我在北京就不可能在上海,，所以在某一個(gè)時(shí)間里面我只能在某一個(gè)地方。量子世界非常有意思,，在某些特定的情況下,，如果說(shuō)整個(gè)宇宙當(dāng)中沒(méi)有一個(gè)人，沒(méi)有一臺(tái)儀器知道你在哪里的時(shí)候,，你就可以在所有的地方,。這是什么意思呢？我在這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。

比如說(shuō)我去出差了,，從法蘭克福飛回上海,，路上因?yàn)槲姨哿耍以陲w機(jī)上睡著了,，我沒(méi)在看我是（途經(jīng)）哪個(gè)地方過(guò)來(lái)的。到了上海之后,，我的同事陳宇翱到機(jī)場(chǎng)接我了,，他說(shuō)潘老師你這次是從哪邊過(guò)來(lái)的？從法蘭克福到上海有兩條航線,，途徑莫斯科或新加坡,。莫斯科已經(jīng)下大雪了，新加坡是非常炎熱的,，所以我到了上海之后感到又冷又熱,。陳宇翱說(shuō)你肯定是太累了發(fā)生錯(cuò)覺(jué)了，下次你坐飛機(jī)不要睡覺(jué)（看下到底從哪邊過(guò)來(lái)的）,。

我坐了一萬(wàn)次飛機(jī),，每次從法蘭克福回來(lái)到上海,，我總是睜大眼睛在看我是從哪條路上回來(lái)的,，結(jié)果我在看的時(shí)候我發(fā)現(xiàn)，要么我是非常熱,，要么我就感到非常地寒冷,，我總是從某一邊過(guò)來(lái)的，這樣看我很放心了,，我以后坐飛機(jī)我又睡覺(jué)了,，結(jié)果我每次到達(dá)上海之后醒來(lái)，感到又冷又熱,。當(dāng)然大家說(shuō)你這個(gè)東西都是胡說(shuō),，因?yàn)槲易撕枚啻物w機(jī)，我也經(jīng)常睡覺(jué),，但是我從來(lái)沒(méi)有感覺(jué)到這樣的現(xiàn)象,。

（從量子物理的角度解釋）主要是因?yàn)檫@樣的，你睡覺(jué)了,，你旁邊的人是醒著的,，你旁邊的人睡覺(jué)了，飛行員還醒著,，飛行員睡著了下面的雷達(dá)還在看,，那么只有到什么情況下才有這感覺(jué)呢？就是我們?cè)谡麄€(gè)宇宙中沒(méi)有任何一臺(tái)儀器能夠告訴你，你是在哪個(gè)地方的時(shí)候,，就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象,。

這種東西在微觀世界是經(jīng)常會(huì)發(fā)生的，因?yàn)楹暧^世界里,，你在動(dòng)的時(shí)候,，周圍有好多東西在探測(cè)你的軌跡，但到微觀是一個(gè)原子在動(dòng)的時(shí)候,，周圍都是真空,，就沒(méi)有東西來(lái)測(cè)量你處于什么狀態(tài)了，這個(gè)時(shí)候它就會(huì)出現(xiàn)在任何一個(gè)地方,。這個(gè)分析在微觀世界里面是成立的,，在無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)這個(gè)東西了。

一切注定,？

這里告訴我們一個(gè)道理,，就是量子客體的狀態(tài)是會(huì)被我們的測(cè)量影響的，也就是說(shuō)你決定是不是睜開眼睛去看一下,，就會(huì)影響飛機(jī)這么大一個(gè)客體,，到底是同時(shí)處于兩個(gè)地方，還是只在某個(gè)地方,。也就是說(shuō)你這輕輕的睜一下眼睛去看,，這個(gè)世界就發(fā)生變化了。

如果你仔細(xì)地再去想一想,，其實(shí)這個(gè)道理是很深刻的,，因?yàn)樵谧母魑豢赡艽蠖鄶?shù)在高中里面是學(xué)過(guò)牛頓力學(xué)的。有個(gè)定理F=MA,，知道這個(gè)定理之后,，粒子什么時(shí)候會(huì)運(yùn)動(dòng)到什么地方，什么時(shí)候會(huì)碰到什么地方,，什么時(shí)候轉(zhuǎn)回來(lái)都是可以算出來(lái)的,，甚至連行星的軌道都是可以由我們凡人把它給計(jì)算出來(lái)的，所以牛頓力學(xué)告訴我們,，一旦一個(gè)物體的初始狀態(tài)確定了,，根據(jù)牛頓力學(xué)，所有粒子的未來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都是可以精確預(yù)言的,。也就是說(shuō)在座的各位,，我們今天這里開會(huì)，我們什么時(shí)候死,，誰(shuí)會(huì)成為教授,，誰(shuí)會(huì)成為總統(tǒng),，其實(shí)不是跟我們個(gè)人奮斗相關(guān)聯(lián)的，因?yàn)槔咸煸缇鸵呀?jīng)決定好了,，這是牛頓力學(xué)告訴我們的結(jié)論,。

看到的是你,，改變的是你

牛頓力學(xué)一方面讓我們非常有雄心,，我們凡人都可以預(yù)言神圣的星星的軌道，但是又告訴我們,，我們?nèi)耸撬廾?，奮斗是毫無(wú)意義的。但是量子力學(xué)卻告訴我們,，當(dāng)你決定睜開眼睛看一看這個(gè)世界的時(shí)候，這個(gè)世界已經(jīng)被你影響,，發(fā)生了跟原來(lái)完全不同的變化了,，從這個(gè)角度上講，它的哲學(xué)是非常積極的,。

什么是量子糾纏,？

量子力學(xué)還有一個(gè)非常積極的地方，是跟我們一個(gè)息息相關(guān)的目標(biāo)聯(lián)系在一起的,。在這之前,，我想進(jìn)一步介紹一下它的另一個(gè)物理實(shí)現(xiàn)。

前面我只是講了量子力學(xué)的基本原理,，量子是最小的顆粒,，如果你不再看它的時(shí)候，它可以在任何一個(gè)地方,。在具體的實(shí)現(xiàn)上來(lái)講,，把這個(gè)小小的體系用到信息系統(tǒng)里面去的時(shí)候，就可以來(lái)考慮一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問(wèn)題,。比如說(shuō)一只貓,，在日常的設(shè)備中，它能處在死和活兩個(gè)狀態(tài),，但是在量子世界里,，它可以處于死和活兩個(gè)狀態(tài)的相干疊加，死和活這兩個(gè)狀態(tài)如果代表0和1,，這兩個(gè)死和活可以變來(lái)變?nèi)?，就意味著信息的單元是可以處理，可以發(fā)生變化的,。

到了量子世界里,，因?yàn)樗梢蕴幱谶@種0和1狀態(tài)的相關(guān)疊加，剛才的分析已經(jīng)告訴我們了，因?yàn)榱孔盈B加,，如果你去看它一下這個(gè)狀態(tài)有影響,，所以這個(gè)狀態(tài)是永遠(yuǎn)測(cè)不準(zhǔn)的，測(cè)不準(zhǔn)之后它就不能被精確地復(fù)制,。

當(dāng)我們把這樣一個(gè)單粒子的體系拓展到兩粒子體系的時(shí)候,，一種更奇怪的現(xiàn)象就發(fā)生了，我們把它叫做量子糾纏,。

一只貓可以處于死和活狀態(tài)的相關(guān)疊加,，如果有兩只貓的話，是不是可以處于這樣一種活活和死死狀態(tài)的疊加呢,？量子力學(xué)是允許的,，這種狀態(tài)是什么意思呢？

比如今年圣誕節(jié),，我給在座的各位一個(gè)禮物——糾纏骰子,，你拿回家之后去扔這個(gè)骰子，扔好多遍,，你會(huì)隨機(jī)地得到一串結(jié)果,。然后我打電話給你，我可以猜到你的第一次結(jié)果是什么,，第二次結(jié)果是什么,，第三次結(jié)果是什么，為什么呢,？因?yàn)檫@兩個(gè)骰子是糾纏在一起的,，你扔出3的話，我這里也是3,，你那里是2,，我這里也是2。

一旦處于糾纏的兩個(gè)客體,，不管它們相距多么遙遠(yuǎn),，其中一個(gè)狀態(tài)發(fā)生變化，另外一個(gè)狀態(tài)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,，我們把這種東西就叫做“遙遠(yuǎn)地點(diǎn)之間的詭異互動(dòng)”,。

• 一直以來(lái)，我們?nèi)祟愑幸恍┨貏e感興趣的問(wèn)題,，比如我們從哪里來(lái),，我們會(huì)到哪里去，有了量子力學(xué)基本的概念之后,，我們對(duì)這個(gè)問(wèn)題就能夠做出回答,，而這是牛頓力學(xué)所不能回答的,。為什么牛頓晚年信仰宗教，因?yàn)樗睦碚撃軌蚪忉屲壍罏槭裁催@么轉(zhuǎn),，周期是多少,，但他解釋不了為什么這個(gè)宇宙本來(lái)會(huì)動(dòng)起來(lái)，為什么星星會(huì)開始運(yùn)動(dòng)起來(lái),，所以他假定上帝有一個(gè)推動(dòng),，在他的理論里面時(shí)間是均勻流逝的，也就是無(wú)窮無(wú)盡的,，一直會(huì)這樣流逝下去,。在他的理論里面空間也是無(wú)限大的，是均勻的,。

量子帶我們溯源

但是到了量子力學(xué)之后,，我們把量子力學(xué)和相對(duì)論結(jié)合在一起的時(shí)候，我們就可以來(lái)建立一種理論,，叫大爆炸理論,，這個(gè)大爆炸理論就告訴我們，在15億年之前宇宙是誕生于一個(gè)基點(diǎn)的爆炸,，那么這個(gè)爆炸怎么產(chǎn)生呢？

就是由于量子漲落產(chǎn)生的,，大爆炸幾分鐘之后我們才會(huì)有氫,、氘、氦元素的形成,，因?yàn)樵瓉?lái)的時(shí)候溫度太高,，所以只有質(zhì)子、中子,、光子,、電子，溫度是幾億度,。30萬(wàn)年之后,，我們才有原子形成，億年之后才會(huì)形成恒星,，其實(shí)這個(gè)宇宙經(jīng)過(guò)相當(dāng)于100億年的懷孕之后,，我們的太陽(yáng)系才正式誕生了。太陽(yáng)系形成之后,，地球各種行星慢慢就形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),，然后經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)年，多少億年的進(jìn)化,，慢慢我們由普通的生物進(jìn)化為現(xiàn)在的人,。

引力波的預(yù)言證實(shí)之后,，《紐約客》報(bào)道的文章說(shuō)：其實(shí)“十幾億年前，兩個(gè)黑洞發(fā)生了碰撞,，釋放出引力波,。大概在五萬(wàn)年前，引力波到達(dá)了我們的銀河系,，這個(gè)時(shí)候我們的智人開始取代其近親尼安德特人,，成為地球上最主要的人猿。

100年前,，愛因斯坦,，靈長(zhǎng)類物種中進(jìn)化的最先進(jìn)的人類的一員，預(yù)言了引力波的存在”,。那么再經(jīng)過(guò)100年,，到2016年，我們終于探測(cè)到了引力波的存在,。我想說(shuō),，因?yàn)榻茖W(xué)的發(fā)展，才能夠讓我們回答宇宙是怎么起源的,，怎么演化這樣的問(wèn)題,。

從這個(gè)地方我們可以看到一種現(xiàn)象，就是宇宙當(dāng)中把這個(gè)生命給進(jìn)化出來(lái)是需要非常長(zhǎng)的時(shí)間,，宇宙到底有多大呢,？我們可以統(tǒng)計(jì)一下，在我們銀河系里面有數(shù)千億顆恒星,，在我們的可見宇宙里面,，又有數(shù)千億個(gè)銀河系，如果我們的生命在整個(gè)宇宙中是唯一的,，因?yàn)檫@種進(jìn)化出來(lái)的概率是非常小的,，那么我們今天坐在一起交流思想是有一種很大的緣分。

• 有一個(gè)非常有名的科學(xué)家惠勒,，2001年,，我在普林斯頓參加他90歲的生日，他送了我一本書,，在這本書里面他專門畫了這個(gè)圖,。他說(shuō)這個(gè)宇宙太奇怪了，宇宙本來(lái)是沒(méi)有生命的,，然后慢慢地進(jìn)化出來(lái)一只眼睛就是我們?nèi)?，可以回過(guò)來(lái)看看這個(gè)母親到底是什么樣的。這就是我們整個(gè)宇宙的一個(gè)進(jìn)化史,，非常有意思,。

• 但是到底為什么我們?nèi)藭?huì)有意識(shí),，為什么會(huì)有這些東西？我們到目前為止其實(shí)還是不清楚的,。我們還需要對(duì)這個(gè)東西做進(jìn)一步的研究,。正因?yàn)閷?duì)量子力學(xué)這些非常基礎(chǔ)的研究,，我們能夠來(lái)回答這個(gè)宇宙是怎么誕生的,，怎么進(jìn)化的，對(duì)這個(gè)看起來(lái)和跟我們的生活沒(méi)有直接關(guān)系的東西進(jìn)行研究,，可以給我們的生活帶來(lái)巨大的變化,。
  

量子信息

當(dāng)你把這樣一種量子兩個(gè)狀態(tài)編碼信息的時(shí)候，一個(gè)新的學(xué)科就誕生了,，叫做量子信息,。它可以用來(lái)做安全的量子通信，可以來(lái)做超高速的量子計(jì)算與模擬,，也可以來(lái)做高度精密的量子精密測(cè)量,。這里面都是我們這個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)的先驅(qū)。

其實(shí)第一個(gè)就非常有意思,，利用單光子,，因?yàn)椴辉倏梢苑指盍耍覀円膊荒茉龠M(jìn)行測(cè)量,，所以張三給李四發(fā)密鑰,，如果中間有個(gè)竊聽者，因?yàn)樗荒芊指?，他不能把信息拿走一半,，他也不能拍個(gè)照,，因?yàn)榕恼諏?duì)狀態(tài)有影響,。

以這樣的方式，張三和李四之間就可以產(chǎn)生一種原理上無(wú)條件的安全通信方式,，這種通信方式一旦有竊聽就會(huì)被發(fā)現(xiàn),，而且以這樣的形式產(chǎn)生的密鑰是不可破解的，這是它的第一個(gè)比較有趣的應(yīng)用,。

“任意門”

另外一個(gè)應(yīng)用有點(diǎn)像《西游記》里孫悟空的筋斗云。比如說(shuō)我要從北京來(lái)到上海，這里面因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系,，我坐飛機(jī)過(guò)來(lái)肯定來(lái)不及了,，但是按照這個(gè)量子力學(xué)的原理，如果說(shuō)北京和上海之間有這么一團(tuán)糾纏物質(zhì)的話,，我可以把我和這一團(tuán)北京的糾纏物質(zhì)做一個(gè)測(cè)量,，測(cè)量完之后就變成一堆原始的物質(zhì)了,，比如說(shuō)一堆水分子等等，這樣我會(huì)得到一組數(shù)據(jù),，這些數(shù)據(jù)代表好多信息,，我把這個(gè)信息通過(guò)無(wú)線電臺(tái)發(fā)到上海，在上海的實(shí)驗(yàn)艙里對(duì)我進(jìn)行操作,，就可以把我在上海一模一樣地重構(gòu)出來(lái),，這個(gè)東西大家覺(jué)得這怎么可能呢？那不是復(fù)制了嘛,。

但這不是一個(gè)復(fù)制品,，因?yàn)槲以谏虾Ｗ霾僮鞯臅r(shí)候，北京的潘建偉還原為原始物質(zhì),，沒(méi)有關(guān)于我的任何信息,，所以能夠逃脫量子力學(xué)不可測(cè)量定理的限制，在這邊重新重構(gòu)出來(lái)（我）,，重構(gòu)出來(lái)這個(gè)潘建偉和這邊這個(gè)潘建偉所有的信息和性質(zhì)是一模一樣的,，至少目前看來(lái)量子力學(xué)的原理就是這樣的。

但是這個(gè)東西要做成可能還需要很多年,，幾百年甚至更多年,，但至少物理上允許這么做。當(dāng)然量子還有一個(gè)非常美妙的地方,，因?yàn)檫@邊這個(gè)潘建偉不是我這邊的一個(gè)復(fù)制品,，因?yàn)槿绻f(shuō)我能夠復(fù)制兩份的話，那我兒子就麻煩了,，他不知道叫誰(shuí)是爹了,。他為了能夠把這邊傳過(guò)去的前提就是這邊的潘建偉要被摧毀，所以我們?cè)谟钪娈?dāng)中是獨(dú)一無(wú)二的,。

量子計(jì)算

另外他還可以來(lái)做一些非常有趣的事情,，比如超強(qiáng)能力的量子計(jì)算。前幾天學(xué)術(shù)界有人已經(jīng)報(bào)道了一些結(jié)果,，目前已經(jīng)有些系統(tǒng)里面能夠?qū)?00個(gè)粒子左右進(jìn)行相干操作了,，如果說(shuō)我們能夠把這樣一種計(jì)算能力利用起來(lái)，那么它相當(dāng)于對(duì)2的100次方的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,。

我們現(xiàn)在把全世界所有的計(jì)算機(jī),、手機(jī)的計(jì)算能力加起來(lái)，這個(gè)計(jì)算能力是多少呢,？大概是2的80次方,。也就是我們?cè)谝粋€(gè)小小的實(shí)驗(yàn)室里面做出來(lái)的小小的機(jī)器，它的計(jì)算能力是我們100萬(wàn)個(gè)地球的計(jì)算能力都不能達(dá)到的,。如果這種技術(shù)走向?qū)嵱?，它將是非常?qiáng)大的,，這種能力如果分給每個(gè)人的話，我們每個(gè)人計(jì)算能力上的財(cái)富,，都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)世界首富的,。

這里，我愿意引用一下今年麻省理工學(xué)院的技術(shù)評(píng)論中的一段話,，他說(shuō)當(dāng)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到50個(gè)量子位的時(shí)候,，就能實(shí)現(xiàn)“量子稱霸（quantum supremacy）”，計(jì)算能力超過(guò)世界上任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī),，解決任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)解決不了的問(wèn)題,。盡管哪天發(fā)生我還不知道，應(yīng)該不會(huì)太遙遠(yuǎn)?，F(xiàn)在像Google,、微軟、IBM,，包括我們中國(guó)在座的很多人,，都在開展這方面的相關(guān)工作。

精確定位

它還有一個(gè)應(yīng)用,，可以用于我們的精密測(cè)量,，因?yàn)槲覀兊腉PS導(dǎo)航，全球定位很多都需要用到這個(gè),。利用這種量子精密測(cè)量的手段,，我們可以發(fā)展自主導(dǎo)航技術(shù)，目前在100天的情況下,，已經(jīng)能夠把潛艇的誤差縮小到幾百米的范圍了,，這樣我們就可以長(zhǎng)期的潛伏，可以悄悄地開到美國(guó)的西海岸不被發(fā)現(xiàn),，當(dāng)然主要是將來(lái)應(yīng)用到汽車上,。

人工智能與量子計(jì)算機(jī)

我講著講著又回到原來(lái)的問(wèn)題，就是我們的宇宙為什么會(huì)演化出這么個(gè)有生命的東西,，回過(guò)來(lái)感受這個(gè)世界,，我們必須得回答一個(gè)基本的問(wèn)題,，我們的意識(shí)是從哪里來(lái)的,？

像今年有個(gè)很熱的話題叫做人工智能，因?yàn)榻衲臧柗ü反驍×宋覀兎浅ｍ敿獾膰迨?，所以大家都感到非?？只牛鸵苍S機(jī)器某一天就很快地會(huì)戰(zhàn)勝我們?nèi)祟?，但我說(shuō)其實(shí)我們還不用擔(dān)心,，至少在量子計(jì)算機(jī)造出來(lái)之前我們不用擔(dān)心,，為什么呢？因?yàn)槲覀兠刻焓褂玫慕?jīng)典計(jì)算機(jī),，它的運(yùn)行的規(guī)則是跟牛頓力學(xué)是一樣的,，它是絕對(duì)論的，什么意思呢,？就是你每當(dāng)一個(gè)問(wèn)題輸進(jìn)去的時(shí)候,，它的答案肯定是一個(gè)確定的答案會(huì)出來(lái)的。

如果我是一臺(tái)機(jī)器人,，有人讓我給他拿一杯水,，如果離我同樣距離有兩個(gè)地方，有兩杯水,，這兩杯水離我這個(gè)機(jī)器人的距離是一模一樣的,，而且我過(guò)去把它取到水所需要消耗的能量也是一樣的，送到我主人的手里所需要的時(shí)間也是一樣的,，這個(gè)時(shí)候我這臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)論是多么強(qiáng)大的人工智能,，它就死機(jī)了，因?yàn)樗眠x一個(gè)能量最節(jié)省的,，它不知道該怎么辦了,。這個(gè)時(shí)候我們要在后面做一個(gè)控制，如果兩個(gè)一樣的話你拿左邊就可以了,，也就是說(shuō)我們現(xiàn)在的人工智能都是有決定論的,，它根本就沒(méi)有自由意志，它根本就不會(huì)認(rèn)識(shí)到自己的存在,，它連一個(gè)非常簡(jiǎn)單的事情都決策不了,。

這是經(jīng)典的人工智能機(jī)器人，但是量子力學(xué)剛才已經(jīng)告訴我們了,，量子力學(xué)第一次把觀測(cè)者的意識(shí)與物質(zhì)的演化結(jié)合起來(lái),。所以我們是高度懷疑，或者說(shuō)高度相信,，盡管這個(gè)還沒(méi)被科學(xué)最后證實(shí),。量子力學(xué)是必然參與這個(gè)意識(shí)的產(chǎn)生，而且我們每個(gè)人大腦里面想什么我現(xiàn)在是取不出來(lái)的,，我也不知道你在想什么,，這才保證了我們每個(gè)個(gè)體的多樣性，如果我們跟手機(jī)一樣,，所有的信息都可以拷出來(lái),，那人就沒(méi)什么意義了，因?yàn)槟愕乃枷胧菍?duì)每個(gè)人都透明的，如果完全可以拷出,，我就可以復(fù)制成一個(gè)完全一模一樣的想法,，就可以復(fù)制成很多份了，但是量子力學(xué)告訴我們這是做不到的,。

我們既然這么獨(dú)一,，所以我們相信量子力學(xué)跟我們意識(shí)肯定緊密相連，我們也相信通過(guò)對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研制,，可能為我們?nèi)四X一些機(jī)理的研究會(huì)提供有價(jià)值的東西,。

我最后做一個(gè)結(jié)尾，我剛才講到一些非常遙遠(yuǎn)的一些事情,，比說(shuō)大家會(huì)問(wèn),，你到底什么時(shí)候能夠拿來(lái)傳遞人類？

這里我愿意引用一下,，1609年開普勒,，那個(gè)時(shí)代非常偉大的科學(xué)家，給他的好朋友伽利略寫的信里的內(nèi)容,，他說(shuō)：“應(yīng)該建造適合飛向神圣天空的船與帆,，然后也會(huì)有這樣的先驅(qū)者，面對(duì)無(wú)邊的太空,，他們毫不退縮”,。1609年的時(shí)候大家都不會(huì)想到，1961年人類首次進(jìn)入了太空,，1969年人類首次登月,，這個(gè)事情是多少年才發(fā)生的？要300多年之后,。

所以我相信,，第一個(gè)量子隱形傳態(tài)的傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)是1997年，我們當(dāng)時(shí)很有幸把這個(gè)實(shí)驗(yàn)給做了,，十年之后,，中國(guó)科大的團(tuán)隊(duì)能夠首次傳送兩個(gè)粒子的狀態(tài)，到2016年,，隨著墨子號(hào)的發(fā)射,，我們的技術(shù)能力已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)地星間的1000公里量子隱形傳態(tài)。

我們要在宇宙當(dāng)中進(jìn)行探索的話,，我們用目前的飛行手段,，我們是永遠(yuǎn)都不可能離開太陽(yáng)系的，因?yàn)槲覀兛祜w到太陽(yáng)系的邊緣我們就已經(jīng)去世了,。那么從這個(gè)角度上講,，我想也許300年之后，也許500年之后,，我們能夠用這些“墨子號(hào)”所帶來(lái)的成果,，也許我們將來(lái)能夠利用這些手段來(lái)進(jìn)行星際的旅行。

最后,，我引用一下《新科學(xué)家》雜志的評(píng)論,，他說(shuō)你的量子大腦也許在未來(lái)的某某時(shí)刻，量子力學(xué)能夠?yàn)槲覀兘忉屢庾R(shí)的起源,，做出貢獻(xiàn),，謝謝大家！

本文原載微信公號(hào)《墨子沙龍》,，《知識(shí)分子》獲授權(quán)刊載,。