信息传递的终极限制“宇宙带宽”在理论上可倍增

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据国外媒体报道,信息在宇宙中的传播传输速率是有极限的,就像宇宙中之后 物体的移动传输速率有极限一样。这是两根定律。然而,有有五个 量子物理学家团队找到了使之后 极限倍增的法律法律法律依据。

在正常状态下,信息传递的终极限制——宇宙的传输速率——是每个基本粒子有有五个 比特,传输速率不高于光速。这本来“经典宇宙”,即量子物理学尚未参与其中时事物的行为法律法律法律依据。

以下便是之后 极限的由来:之后你你会将两根由“1”或“0”组成的信息发送给1光年以外的亲们,而你如此有有五个 光子,那之后你将单独有有五个 字节的二进制数字编码到光子里,之后以光速发送之后你的亲们。这位亲们将在一年后收到这条信息。之后他你会用那个光子将两根二进制信息回复之后你,那你就需用再等上一年。到之后之后你你会发送更多的信息,那就要用到更多的光子了。

然而,在发表于2月8日《物理评论快报》(Physical Review Letters)期刊的一篇论文中,两位量子物理学家指出,在理论上都都可以使宇宙的传输速率增加为有有五个 的两倍。

在这篇题名为《单量子粒子的双向通讯》(Two-Way Communication with a Single Quantum Particle)的论文中,研究人员所描述的技术不之后之后你用有有五个 粒子来传送有有五个 字节的信息,本来之后你和你的亲们利用同有有五个 粒子,在同一时间互相发送1字节的信息。

研究人员写道,之后有有五个 人你会中止信息传送,那亲们就需用将该粒子放置在“不同空间位置的叠加”中。研究作者之一、奥地利维也纳大学的Flavio Del Santo说:“这通常描述为同一时间出現在有有五个 地方。”现实状态更为多样化之后 ,但想象有有五个 地方同去出現有有五个 粒子都都可以帮助你更慢地理解之后 过程。

通之之后 法律法律法律依据,爱丽丝和鲍勃(Del Santo和另一位作者、来自奥地利量子光学和量子通讯研究所的Borivoje Daki?给论文中假设的通讯者起的名字)就都都可以在通讯最刚始于的之后,每所有人拥有同有有五个 粒子。Del Santo指出,每一位通讯者都都都可以将单比特的信息(1或0)编码到粒子中。

亲们的通讯传输速率极限依然是光速。当爱丽丝编码“1”到粒子中时,鲍勃不不不立即看完。爱丽丝依然需用将粒子返回给鲍勃。之后,此时状态很特殊,之后爱丽丝和鲍勃都都可以每所有人编码1字节信息到粒子中,并将粒子同去发送给对方。

当粒子到达时,爱丽丝和鲍勃所收到的结果将是亲们当时人编码的信息上加对方输入的信息。之后爱丽丝编码了“0”,而鲍勃编码了“1”,那亲们将每所有人看完有有五个 “1”。之后,之后爱丽丝知道当时人输入了“0”,之后她会推断出鲍勃输入了“1”;而鲍勃知道当时人输入了“1”,之后他会推断出爱丽丝输入的是“0”。同样的,之后有有五个 人输入的不是“1”或“0”,那亲们收到的结果将不是“0”。

在累积状态下,两位信息接收者都将知道对方发出的信息,而亲们都都可以比有有五个 有有五个 人用有有五个 粒子传递信息的状态节省一半的时间。于是,信息传输速率变成了有有五个 的两倍。

真实世界也都都可以

这篇发表于《物理评论快报》的论文还本来纯理论,但Del Santo和Daki?与维也纳大学的实验室团队合作者法律法律法律依据,发现该法律法律法律依据并能在现实世界中发挥作用。这累积研究结果还如此经过同行评议,只发表在科学预出版平台arXiv。

研究人员利用分光器将光子分隔为空间叠加状态,即它们在三种生活程度上是同去占据 有有五个 地方。通之之后 法律法律法律依据,研究人员实现了前面论文中提到的通讯法律法律法律依据:将字节编码入分离的光子,使它们又混合到同去,之后解读接收到的结果。

研究人员还发现,只需有有五个 小小的改进,之后 技术就都都可以用来确保通讯的安全。之后一位通讯者,比如爱丽丝,输入了一串随机字节,而鲍勃解码出了正确的相关信息,如此,在他不知道爱丽丝所编码信息的前提下,窃听者永远无法知道鲍勃发送给爱丽丝的信息。

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