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信息傳遞的終極限制“宇宙帶寬”在理論上可倍增

來源:新浪科技 發(fā)布時間:2018-10-08瀏覽:2161次

信息傳遞的終極限制“宇宙帶寬”在理論上可倍增  新浪科技訊北京時間10月8日消息,據(jù)國外媒體報道,信息在宇宙中的傳播速度是有極限的,就像宇宙中其他物體的移動速度有極限一樣。這是一條定律。然而,一個量子物理學(xué)家團隊找到了使這一極限倍增的方法?! ≡谡G闆r下,信息傳遞的終極限制——宇宙的帶寬——是每個基本粒子一個比特,速度不高于光速。這就是“經(jīng)典宇宙”,即量子物理學(xué)尚未參與其中時事物的行為方式?! ∫韵卤闶沁@一極限的由來:如果你想要將一條由“1”或“0”組成的信息發(fā)送給1光年以外的朋友,而你只有1個光子,那你可以將單...

信息傳遞的終極限制“宇宙帶寬”在理論上可倍增

  新浪科技訊 北京時間10月8日消息,據(jù)國外媒體報道,信息在宇宙中的傳播速度是有極限的,就像宇宙中其他物體的移動速度有極限一樣。這是一條定律。然而,一個量子物理學(xué)家團隊找到了使這一極限倍增的方法。

  在正常情況下,信息傳遞的終極限制——宇宙的帶寬——是每個基本粒子一個比特,速度不高于光速。這就是“經(jīng)典宇宙”,即量子物理學(xué)尚未參與其中時事物的行為方式。

  以下便是這一極限的由來:如果你想要將一條由“1”或“0”組成的信息發(fā)送給1光年以外的朋友,而你只有1個光子,那你可以將單獨一個字節(jié)的二 進(jìn)制數(shù)字編碼到光子里,然后以光速發(fā)送給你的朋友。這位朋友將在一年后收到這條信息。如果他想要用那個光子將一條二進(jìn)制信息回復(fù)給你,那你就需要再等上一 年。到時候如果你想要發(fā)送更多的信息,那就要用到更多的光子了。

  然而,在發(fā)表于2月8日《物理評論快報》(Physical Review Letters)期刊的一篇論文中,兩位量子物理學(xué)家指出,在理論上可以使宇宙的帶寬增加為原來的兩倍。

  在這篇題名為《單量子粒子的雙向通訊》(Two-Way Communication with a Single Quantum Particle)的論文中,研究人員所描述的技術(shù)并非是讓你用1個粒子來傳送2個字節(jié)的信息,而是讓你和你的朋友利用同一個粒子,在同一時間互相發(fā)送1 字節(jié)的信息。

  研究人員寫道,如果兩個人想要中止信息傳送,那他們就必須將該粒子放置在“不同空間位置的疊加”中。研究作者之一、奧地利維也納大學(xué)的 Flavio Del Santo說:“這通常描述為同一時間出現(xiàn)在兩個地方?!爆F(xiàn)實情況更為復(fù)雜一點,但想象兩個地方同時出現(xiàn)一個粒子可以幫助你更快地理解這一過程。

  通過這種方式,愛麗絲和鮑勃(Del Santo和另一位作者、來自奧地利量子光學(xué)和量子通訊研究所的Borivoje Daki?給論文中假設(shè)的通訊者起的名字)就可以在通訊最開始的時候,各自擁有同一個粒子。Del Santo指出,每一位通訊者都可以將單比特的信息(1或0)編碼到粒子中。

  他們的通訊速度極限依然是光速。當(dāng)愛麗絲編碼“1”到粒子中時,鮑勃并不會立即看到。愛麗絲依然需要將粒子返回給鮑勃。但是,此時情況很特殊,因為愛麗絲和鮑勃可以各自編碼1字節(jié)信息到粒子中,并將粒子同時發(fā)送給對方。

  當(dāng)粒子到達(dá)時,愛麗絲和鮑勃所收到的結(jié)果將是他們自己編碼的信息加上對方輸入的信息。如果愛麗絲編碼了“0”,而鮑勃編碼了“1”,那他們將各 自看到一個“1”。但是,由于愛麗絲知道自己輸入了“0”,因此她會推斷出鮑勃輸入了“1”;而鮑勃知道自己輸入了“1”,因此他會推斷出愛麗絲輸入的是 “0”。同樣的,如果兩個人輸入的都是“1”或“0”,那他們收到的結(jié)果將都是“0”。



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