想象一下，我們不需要開(kāi)車(chē)或者坐公交地鐵,，直接從自己家里被瞬間傳送到辦公室或者學(xué)校,，或者我們不需要宇宙飛船，直接從地球被傳送到月球上的基地,，這種便利性是不是很誘人,？其實(shí)這些瞬間傳輸?shù)木跋笪覀儾⒉荒吧鼈兘?jīng)常在影視作品里面出現(xiàn),，其原理也是五花八門(mén)。包括《星際迷航》系列中的通過(guò)傳送機(jī)(Teleport Machine)進(jìn)行瞬間傳輸,，如下圖所示：

《星際迷航》里的瞬間傳輸

Spock 等人總是通過(guò)這樣的裝置實(shí)現(xiàn)瞬間傳輸,。

另一種方式就是通過(guò)蟲(chóng)洞進(jìn)行瞬間傳輸了。例如《星際穿越》電影中主人公從地球乘坐宇宙飛船到達(dá)黑洞附近尋找宜居星球,。

《星際穿越》中逼真的蟲(chóng)洞

以上兩種方式是目前物理理論上可能允許的瞬間傳輸,。文藝作品中出現(xiàn)的其他的瞬間傳輸方式還包括《哆啦A夢(mèng)》的任意門(mén)，《龍珠》里面孫悟空通過(guò)氣的瞬間傳輸?shù)?，這些都是目前的物理理論所不允許的,，在本文就不予討論了。

任意門(mén)和孫悟空的瞬間傳輸

首先講講第一種瞬間傳輸方式,。在《星際迷航》的電影里剛出現(xiàn)傳輸機(jī)的時(shí)候,，很多人認(rèn)為這僅僅是科幻，在現(xiàn)實(shí)生活中不可能實(shí)現(xiàn),。大部分物理學(xué)家那個(gè)時(shí)候也都是這樣認(rèn)為的,。但是在1993年，有物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)告訴我們,，類(lèi)似這樣的瞬間傳輸是可以實(shí)現(xiàn)的,，只要滿(mǎn)足幾個(gè)條件即可。

我們先從最簡(jiǎn)單的情況談起,，即如何瞬間傳輸單量子態(tài)粒子,。實(shí)現(xiàn)單量子態(tài)的傳輸?shù)牧孔泳€(xiàn)路圖如下所示（可忽略）：

量子瞬間傳輸原理圖

是不是看起來(lái)很簡(jiǎn)單，我們只需要提前分配一對(duì)糾纏態(tài),，然后再傳輸兩比特的經(jīng)典信息就可以傳輸一個(gè)量子態(tài)了,。從整個(gè)物理過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，我們最快也只能實(shí)現(xiàn)光速傳輸,，不可能實(shí)現(xiàn)瞬間傳輸,，因?yàn)闉榱藗鬏斠粋€(gè)量子態(tài)，我們最后還要傳輸經(jīng)典的信息,，這就使得它的速度沒(méi)法超過(guò)光速,。但是即使是光速傳輸,，也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前人類(lèi)最快的飛行器的速度了，所以叫它瞬間傳輸也毫不為過(guò),。

既然我們已經(jīng)知道了現(xiàn)實(shí)世界瞬間傳輸?shù)脑?，那么我們還要多久才能實(shí)現(xiàn)《星際迷航》中人的傳輸呢？物理學(xué)家早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單量子態(tài)的傳輸,。實(shí)現(xiàn)單量子態(tài)的傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)圖如下所示：

量子瞬間傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置圖

我們不難發(fā)現(xiàn),，實(shí)現(xiàn)單個(gè)量子態(tài)的傳輸尚且需要如此復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更別說(shuō)一個(gè)人了,。一個(gè)人包含大概10^29 個(gè)粒子,，這些粒子包含夸克，電子,，質(zhì)子,，中子，原子,，分子等,，每一個(gè)粒子又包含能態(tài)，自旋,，角動(dòng)量等不同的量子態(tài),。要同時(shí)傳輸這些量子態(tài)，實(shí)驗(yàn)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出想象,。

要實(shí)現(xiàn)這樣的瞬間傳輸需要滿(mǎn)足的最重要的條件就是要有糾纏態(tài),，因?yàn)橹苽浜头植技m纏態(tài)也是需要時(shí)間的，所以瞬間傳輸?shù)膶?shí)際存在就又打了折扣,。就算我們已經(jīng)分布好了糾纏態(tài),，瞬間傳輸一個(gè)人所需要傳遞的經(jīng)典信息量也是天文數(shù)字。假設(shè)我們需要在10秒內(nèi)傳輸一個(gè)人,，而且假設(shè)人體內(nèi)的每個(gè)粒子僅僅包含一個(gè)量子態(tài),，那么也需要在10秒內(nèi)傳輸2x10^29比特粒子，這大概是10^11EB 后者10^8ZB（只估計(jì)數(shù)量級(jí)）,。大家可能對(duì)這個(gè)數(shù)字的大小沒(méi)有概念,，舉個(gè)例子說(shuō)明一下，目前整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)一年的信息交互量大概是1ZB左右,，整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)的信息也不過(guò)是800EB(2009年)左右,，因此要實(shí)現(xiàn)人的瞬間傳輸，我們需要在10秒鐘的時(shí)間內(nèi)傳輸完人類(lèi)目前需要1億年的時(shí)間才能達(dá)到的信息傳輸量,，這樣的任務(wù)量目前幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的,。目前互聯(lián)網(wǎng)最快的信息傳輸方式是谷歌的Google Fiber，能實(shí)現(xiàn)10GB/s 的傳輸速度,，按照這個(gè)速度,，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)人的瞬間傳輸我們需要等待10^19秒,，大概是3000億年，相當(dāng)于現(xiàn)有宇宙年齡的20倍,。這當(dāng)然已經(jīng)不能是瞬間傳輸了,，應(yīng)該算是全宇宙最慢的傳輸了。

另外需要注意的是,，目前的物理理論只允許量子態(tài)的瞬間傳輸,，并不能實(shí)現(xiàn)實(shí)物粒子的瞬間傳輸，也就是說(shuō),，要真正實(shí)現(xiàn)人的瞬間傳輸,，我們還得在傳輸?shù)哪康牡胤乓粋€(gè)和要傳輸?shù)娜送耆粯拥臎](méi)有生命的副本，然后把需要傳輸?shù)娜说拿總€(gè)粒子的量子態(tài)傳送過(guò)去,。這樣沒(méi)有生命副本如何制作,，如何提前保存目前也是具有極大的困得的。另外,，物理學(xué)家對(duì)于理論上是否能實(shí)現(xiàn)人的瞬間傳輸也是有爭(zhēng)議的。有些物理學(xué)家認(rèn)為雖然實(shí)驗(yàn)上有困難,，但是理論上是可以實(shí)現(xiàn)人的瞬間傳輸?shù)?；還有一些物理學(xué)家認(rèn)為人等活物無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳輸，因?yàn)槿税庾R(shí),，意識(shí)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)?。所以就算我們克服了其他的技術(shù)難題，能不能傳送人這樣的具有意識(shí)的生命,，答案還是未知的,。

人的意識(shí)也是可以傳輸?shù)膯幔?/span>

除了用這種糾纏的方式進(jìn)行瞬間傳輸，還有一種很誘人的方式就是通過(guò)蟲(chóng)洞進(jìn)行瞬間傳輸,。蟲(chóng)洞的學(xué)名叫做愛(ài)因斯坦羅森橋,，是連接宇宙不同區(qū)域的時(shí)空通道，目前只是廣義相對(duì)論的一個(gè)解,，真實(shí)宇宙中是否存在蟲(chóng)洞還沒(méi)有被天文學(xué)家驗(yàn)證,。如果蟲(chóng)洞的存在被證實(shí)，那我們也許可以實(shí)現(xiàn)真正的瞬間傳輸,，進(jìn)行星際旅行將不再是好幾代人的耗時(shí)耗力的巨大任務(wù),，通過(guò)蟲(chóng)洞就可以在很短的時(shí)間內(nèi)到宇宙中任何我們想去的地方。

藝術(shù)家描繪的二維蟲(chóng)洞

但是要實(shí)現(xiàn)這種傳輸,，我們首先得制造一個(gè)蟲(chóng)洞,，但是用什么制造，如何制造,，理論上還幾乎是一片空白,。況且最大的困難不僅在于如何人為的制造蟲(chóng)洞并且穩(wěn)定的維持一個(gè)蟲(chóng)洞,，更在于我們目前根本無(wú)法預(yù)測(cè)蟲(chóng)洞的另一個(gè)端口在哪里。也就是說(shuō)就算目前我們可以在地球附近制造一個(gè)蟲(chóng)洞（這已經(jīng)是天方夜譚了）,，我們也不會(huì)知道這個(gè)蟲(chóng)洞會(huì)通向哪里,。所以目前無(wú)論是理論上還是現(xiàn)實(shí)上，通過(guò)蟲(chóng)洞進(jìn)行瞬間傳輸都不可能實(shí)現(xiàn),。但這并沒(méi)不代表不能用蟲(chóng)洞進(jìn)行瞬間傳輸,，隨著科學(xué)的發(fā)展，終有一天我們會(huì)有明確的答案,。

總之,，在上文提到的兩種瞬間傳輸方式中，第一種最有可能實(shí)現(xiàn),，因?yàn)槲覀円呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了單量子態(tài)和雙量子態(tài)的傳輸,，隨著時(shí)間的推移我們能傳送的東西也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，也許最終有一天我們能克服以上提出的種種技術(shù)和理論上的困難,，實(shí)現(xiàn)人的瞬間傳輸,。

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