光束先「毀滅」後「還原」
自5000年前發明車輪後,人類就一直在尋找更快地從一個點抵達另一點的旅行方法。戰車、自行車、汽車、飛機、火箭的接連出現,使人類到達某一確定地點的時間大大縮短。但這些方法存在著一個共同的缺點,那就是需要走一段物理路線,距離不一樣,花費的時間也不一樣。
那麼,有沒有一種方法,不用乘坐任何交通工具就能使你從家裡來到超級市場?
由澳大利亞國立大學華裔物理學家林平奎(音譯)領導的研究小組,最近破天荒地利用一種名為「量子牽連」(quantum entanglement)的技術,在光學通信系統的一端把一束激光信息「毀滅」,然後在一米外的另一端,將它重新現形。
6月17日,澳大利亞聯邦科學部長麥高蘭主持記者會,宣布了這項成果。該小組說,瞬間轉移的最終目標,是像電影《星空奇遇記》一樣,瞬間把人傳送到遠方,無需交通工具。
光的構成基本單位是光子,所謂「光束瞬間轉移」簡言之就是將一束光從一間房轉移到另一個房間,個中關鍵是利用該光束內的光子資料,在另一房間複製出來。
研究員先將一段無線電資料信息編成「光子密碼」,「收錄」入一束激光中。研究員然後將這束激光信息,與量子牽連技術結合,經過掃瞄步驟後將之毀滅,但是記錄在激光束中的密碼信息卻保存下來,並由研究人員以電子的形式傳送至另一端的接收站,接收站便在瞬間讀取和翻譯電子信息,然後將剛才那段包含了特定無線電資料信息的激光束「還原」出來。
科學家們的「瞬間轉移」夢
所謂「瞬間轉移」(teleportation)技術,是將人或物件瞬間從一個地方消失,再在另一個地方將之重新現形。這就意味著,旅行過程中的時間和空間將會消失,我們可以從一個地點瞬間到達另一個地點,不需要走一段物理路線。
這其實是科學大師愛因斯坦提出的理論,也就是把物體化解為能量,傳送到遠地,然後再把能量還原為物體。10年前,科學界認為這是不可能的事,而目前世界上有六個科學團體在積極研究。
有關超時空轉移的科幻故事由來已久,人們對這種技術的興趣也歷久不衰。皆因在愛因斯坦的相對論中,沒有任何東西可快過光速,所以這一人類要實現星際飛行的夢想,就須靠類似瞬間轉移的科技。對渴望突破三度空間限制的人類來說,「超時空轉移」與「時光機器」一樣,都是遙不可及,但卻偏偏是最吸引人的夢想。
1993年3月,瞬間轉移終於走出科幻小說,變成了理論上的可能。當時,美國物理學家查爾斯.貝尼特和IBM的一個研究小組證實,瞬間轉移是可行的。自那以後,科學家利用光子做了大量試驗,證明瞬間轉移事實上是可行的。
2001年,在美國馬薩諸塞州工作的一名丹麥物理學家成功地將光束停止了半秒鐘,然後發現,這道光束又以光的速度跑掉了。
時間旅行尚需時日
林平奎博士負責的這個研究小組共有12名成員。據悉,澳大利亞的科學家在這次實驗中,共摧毀了幾十億個光子,然後成功地將其複製出來。這個過程,便被稱作「量子牽連」,花費的時間只有十億分之一秒。
國際科技界認為,澳大利亞科學家進行的這項實驗為電子和通訊技術實現「革命性進步」拉開了序幕。負責這項實驗的林平奎博士也認為,這個實驗的最終成功將使各政府機構、銀行,以及任何想高速交換信息的各界人士,以「難以置信的高速度」,在絕對保密的情況下實現這一目的。
然而,用「遠程瞬間傳物」模式進行人類和其他物體實驗目前似乎還遙遙無期。出生於馬來西亞的林平奎教授稱,要將生物進行「瞬間轉移」傳輸,仍是遙不可及的事情,但新技術仍有很多用途。科學家相信可在短期之內,利用這種技術,製造出比目前運算速度最快的電腦還要快10億倍的超級電腦,並通過提高通訊系統的效率,確立量子信息時代。
科學家相信,新一代電腦將可應用「瞬間轉移」技術,取代電線和晶元以傳輸信息,成為「量子電腦」,其效率會比今天的電腦更強更快。研究員金布爾說:「量子信息時代將會降臨,雖然不會在五至十年內發生,但再過一百年,這種技術一定會很普遍。」在理論上,這種技術還可傳送物件,研究員正開發「瞬間轉移粒子」的技術。粒子就是物質的基本單位。
澳大利亞對進行這樣的實驗採取了「相當謹慎態度」。因為雖然這是一項非常誘人的技術,但由於難度太大,所以在此之前,很少有科學家願意把精力花在這一領域,只在1998年傳出過美國的加州技術研究所做過類似的實驗。林博士認為,同美國開展的類似實驗相比,澳大利亞國立大學的實驗更可靠,結果也「更具有積極意義」。
林博士承認:「我們的實驗與科幻片仍有些區別。我們暫時只能遙距傳送激光中的光子,還不能將物件瞬間轉移。」林博士發表了許多有價值的論文,他表示,他研究瞬間轉移的目標是證明瞬間轉移是可以做到的,這對未來技術的發展是有用的。曾經有記者問他為何將自己的研究領域鎖定在光的瞬間轉移上,他幽默地回答:「那是因為研究光學要比研究機械應用來得容易一些。」
他介紹說,普通人在預測一個足球的運行路線或者飛機在哪裡著陸,靠的都是牛頓物理學理論,但在量子世界--一個比原子世界還要小的世界,物理學的一般經驗似乎就站不住腳了,你會發現很多奇妙的事情發生,粒子好像可以同時出現在不同的地方。物理學家們把量子的狀態稱作「超自然的」。