從全能學霸到首席科學家 第373章

作者:首席设计师

要不是龐偉的話,航天局的譚金日院士說不定還不會這麼快就找上他呢。

最後他只能拍拍龐偉的肩膀,說道:“好,龐院士,這可是你說的啊,我記住了,你的七尺之軀——哦,嚴格來說,應該是你的頭腦,我可是要好好用用。”

“當然沒問題。”龐偉點點頭,笑着道:“當然,不要像曹操那樣借人腦袋一用就行。”

“不要說的那麼驚悚嘛。”林曉擺擺手道。

龐偉大笑了幾聲,隨後也不再多說,便帶着林曉走進了他們的量子物理和量子信息研究部。

當然,這裏林曉也來過許多次了,畢竟乾坤一號就在這邊,所以他對於這邊的路也算是駕輕就熟了。

就這樣,三拐兩拐的,他們便到了量子通訊實驗室。

“這個實驗室,能夠和咱們全國各地的量子通訊節點進行聯繫,現在已經基本覆蓋了全國百分八十的省會城市。”

進入了實驗室後,龐偉便簡單的給林曉介紹了一下這個實驗室的地位。

“厲害。”林曉點點頭,讚賞了一句。

這些量子節點,主要是先通過和天上的墨子號量子衛星進行聯繫,然後再由墨子號將信息傳送給其他的量子節點。

當然,這裏主要利用的就是量子通訊對信息的保密性,而不是延遲性了,因爲從延遲性上來說,直接從威信發個消息過去,都要比這種方式更快。

因爲量子糾纏雖然是瞬間完成的,但是解碼的過程卻並不是瞬間完成的,所以最終速度也就並沒有地球上的網絡速度快了。

“還行吧。”

而聽到林曉的讚揚,龐偉只是微微一笑,隨後便說道:“這種距離的量子通訊還不算什麼,你想要實現月球和地球之間的量子通訊的話,難度可就是飛躍式的提升了。”

隨後他又好奇地問道:“不過話說回來,林首席,你是怎麼突然決定要研究這個東西的?”

林曉“幽怨”地說道:“這可就是你的功勞了,龐院士。”

隨後他便把原因告訴給了龐偉。

龐偉一愣,“航天局譚金日院士聽了我……”

說到一半,他便失笑起來,“這多好啊,林首席,你現在可謂是聲名遠揚了啊。”

林曉翻了個白眼,“現在就是量子通訊技術了,以後還要讓我做什麼可都不敢想了,指不定哪一天他們想要改造火星,是不是也得找我啊?”

“能者多勞嘛。”龐偉笑着拍拍林曉的肩膀,隨後便又和林曉走到了實驗室的裏面去了。

實驗室裏面也有其他人,這些人就是龐偉的量子通訊研究團隊了。

這些人看到林曉後,臉上都露出了激動和崇拜,紛紛喊道:“林首席好!”

“你們好。”林曉也笑着朝他們點點頭。

而這時候其中的一個人又問道:“林首席,你是要帶我們研究地月之間的量子通訊嗎?”

林曉微微一笑,說道:“爲什麼只是地月,就不能是地火呢?”

“啊這……”

這些人頓時就是一愣,他們居然還要研究地球和火星之間的量子通訊嗎?

這個難度,完全就是數量級別的提升啊。

畢竟一個是三四十萬公里,而另外一個最低可都是5500萬公里,一般的時候都是在1億公里開外,這種難度,不可謂不大。

不過隨後林曉便笑着說道:“當然,我只是告訴你們,要把我們的目標放的更長遠一些,而就現在來說,咱們先就實現一下地月之間的量子通訊就好了。”

聽到這,這些研究人員們這才鬆了一口氣,然後點了點頭,應道:“是!林首席!”

而這時候,龐偉也走出來笑着說道:“好了,你們啊,想想林首席過去的戰績,就算是真的要搞地火量子通訊,萬一有林首席的幫助,咱們還真的搞出來了呢?”

聽到龐偉的話,這些研究員們一想,似乎也是這個道理啊?

於是乎,他們看向林曉的目光都變得更加熱切了。

嘿,要是真的能夠實現地火之間的超遠距離量子通訊的話,那他們可就厲害了。

林曉好笑地搖搖頭,也不再廢話,隨後便說道:“好了,這些事情咱們就先不說了,我先來講講咱們這個課題的重點吧。”

聽到林曉要說重點了,這些研究人員們便都嚴肅起來,看向了林曉,而包括龐偉也來到了一旁,看向林曉。

“現在咱們實現的量子通信距離十分的有限,相信原因,各位都很清楚。”

“在量子隱形傳態的過程中,我們攜帶了量子信息的量子態會因爲受到量子退相干的原因,最終導致我們的傳遞失效。”

“而這種量子退相干效應,在我們的地球表面上是比較強烈的,因爲在地球表面上,‘觀察’的效應比較強烈,所以這也就導致我們在地球表面上想要實現量子通訊很困難,需要藉助衛星的幫助。”

兴苤孔印遣淮_定的,而一被觀察後,其就會坍縮,就像是我們的時間,未來是不確定的,但是當未來變成現在,人類得以觀察,也就變得確定了。

只不過‘觀測者’並不僅僅侷限於人,任何事物,只要是可能造成對‘量子’的測量的,就會導致這種量子糾纏消失。

這也可以用來理解量子通訊的保密性,因爲在量子通訊的過程中,在發出者發出訊息的時候,合法的觀察者就只有接收者這一方,也就是說只有接收者這一方的‘觀察’,才能得到正確的信息。

而一旦有第三方想要插入這個過程中,第三方的‘觀察’就會導致其量子態發生坍縮,並且因爲其不合法性,也就不能得到真實的消息,而原先的發出者和接收者也會因爲量子態的變化,而察覺到有第三方嘗試觀測,簡單來說,也就是量子通訊還有反竊聽的功能。

總而言之,其他的觀測,就會導致量子糾纏傳輸的信息不能正常傳輸,甚至會破壞掉這種量子糾纏態。

“所以,我們要做的就是,做出一種能夠減少外界干擾的量子糾纏控制器和觀測器件。”

“這樣,才能讓我們實現更加遠距離的量子通訊。”

林曉說道。

“要如何做到?”龐偉這時候問道:“你難不成要增加更多自由度的隱形傳態?”

“是的,也只有這個方法,才能讓我們的量子隱形傳態更加穩定,所受到的退相干效應更低。”

林曉點點頭,笑着說道。

“但是你也應該知道,增加的自由度越多,實現起來也更加的困難。”

“我當然知道。”林曉點點頭,說道:“我也記得2015年的時候,龐院士你帶領的團隊實現了國際上最高亮度的自旋-軌道角動量超糾纏源測量器件。”

聽到林曉提起這個,龐偉就笑了笑,當初他完成的這個項目,可以算是他的卸喑删椭校钪档梅Q道的幾個之一。

因爲在1997年第一次實現了單自由度量子隱形傳態之後,他的這一成就則實現了多自由度量子隱形傳態,也就是說可以通過觀測光子的自旋方向和軌道角動量,都可以接收到信息,這也就提高了量子通信的穩定,延長了距離。

而這項成就,也被評價爲當年物理學領域十項重大突破中的榜首。

不過就在這個時候,林曉眯着眼睛說道:“但只是兩個自由度的話,還不夠,自由度有很多,我們需要繼續突破,才能夠真正實現跨星際的量子通信。”

“你難道想要實現三自由度?”龐偉看着林曉的目光,不敢相信地說道。

任何一個自由度的提升,代表的難度都再成指數倍進行擴張。

1997年完成了單自由度的量子隱形傳態之後的18年,他才完成了雙自由度的量子隱形傳態,而且自由度越多也就越難以完成。

如果是三自由度的話,天知道難度會有多高。

然而,這個時候,林曉平靜的聲音想起:“不,我想實現五自由度。”

“自旋、軌道角動量、偏振、波長,以及動量。”

這下,莫說是在場的人了,但凡林曉的這個想法傳出去,量子信息界恐怕都要沸騰了。

因爲無疑,想要實現五自由度的量子隱態傳輸,對於當前的量子信息界來說,簡直就相當於在可控核聚變還沒有實現的時候口口相傳的“永遠的五十年”。

基本等同於在說不可能。

在場的人們都嚥了咽口水,忽然感到一種亞歷山大,剛纔林曉所說的實現地火之間的量子通訊的難度,似乎和這個,難度有點差不多啊?

這要是真的實現了五自由度,他們好像還真就可以實現地火之間的量子通訊了啊?

而林曉看到這些研究員們一副如臨大敵的模樣,最後笑了笑,說道:“大家先別這麼擔心嘛,咱們先慢慢來就好了。”

“還有老龐,你剛纔可是說,讓我隨便使喚嘛。”

龐偉無奈地搖搖頭,說道:“行行行,哎,可算是讓我上了你的俅 !�

林曉哈哈笑了起來,不然的話,怎麼讓你體驗一下我當初的感受?

就是有些可惜啊,最初的始作俑者,等離子體所的李剛院士好像已經退休了,不然的話,他還真想什麼時候找一個項目把李剛也給拉進去。

心中感慨了一聲,隨後他便說道:“那麼,廢話就不多說了,咱們先開始第一項,如何穩定地控制住這些自由度吧。”

而後,他便走到了一旁的小黑板上,找了一支筆,開始在上面寫了起來。

“首先,咱們要先從量子退相干開始討論,要如何應對量子退相干效應……”

【Ex(t)|Ey(t)∝e……】

隨着林曉在黑板上寫下的式子越來越多,龐偉經過了認真的思考後,最後目光也不由亮起。

似乎……

林曉其實早就有所準備了?

並不是完全想都沒有想就開始乾的。

想到這裏,他也微微一笑,這樣纔是讓他們所有人都信服的首席科學家啊。

隨後示意了一下其他人,讓他們好好的從林曉這裏學習一下,而他也拿出了紙筆,開始跟着林曉的步驟思考起來。

而這個關於如何實現星球與星球之間量子通訊的課題,也就此正式開始了。

……

第四百八十五章 八百多公里的量子通信!又聞煙花聲

五個自由度的量子隱態傳輸,難度之大顯然不用多說。

因爲這首先就要先做到對光子五個基本要素進行觀測。

自由度指的就是粒子的基本屬性,比如自旋,就是粒子的自旋方向,我們可以將正時針旋轉代表“1”,而逆時針旋轉就代表“0”,而此外還有軌道角動量、波長等等,這些東西都可以代表一種信息,最後再經過翻譯和轉換,也就能夠據此識別出信息。

不過,想要實現這種觀測,對於他們所需要製造出來的觀測器件也有很大的要求。

總而言之,一旦五個自由度的量子隱形傳態實現了之後,別說是他們現在所要做到的星球之間的瞬間通訊了,到時候甚至他們都可以據此搭建出量子網絡。

而量子網絡一旦搭建完成,不僅有利於全世界的數據安全,同樣的也就避免了光纜這種需要靠線來傳遞數據的東西,這樣一來,某歐洲的什麼海底光纜什麼的也就不用擔心再出現什麼被破壞的可能了。

當然,這種事情還需要等到以後再進行討論,就現在來說,他們需要做的,還是先成功實現星球之間的聯繫再說。

就這樣,隨着時間的過去,林曉他們的研究,也逐漸進入了深水區。

……

“你當初是怎麼想到要用這種方法來實現對自旋和軌道角動量的觀察的?”

實驗室中,林曉參觀了當初龐偉搞出來的自旋-軌道角動量超糾纏源測量器件。

這個器件的體積倒是不大,不過光從外表看上去,就能夠看出其中的精密。

龐偉笑了笑,“相關的資料你也已經看了,技術上的東西我就不多說了,不過要說我當初怎麼想的嘛……嗯,這倒確實是一個問題。”

“想要同時觀測到兩種自由度,首先困難點就在於不確定性原理上面,我們不可能同時觀測到一個粒子的位置和動量,畢竟波粒二象性,所以在那之前,人們都普遍認爲,我們最多隻能觀測到一種自由度,而很難去觀測到更多自由度。”

“因爲這意味着我們一旦實現了對粒子更多自由度的觀測,就代表着我們越確定這一個粒子的存在方式,就像是我們將它不確定性的外衣給一層一層的剝開,到最後,它就變得確定了。”

“所以,從某種程度上來說,我們確定越多的自由度,就像是在挑戰不確定性這個‘真理’。”

“挑戰真理?”林曉不由一笑,“或許吧。”

龐偉點點頭,隨後又說道:“不過當時的我就在心中想,雖然話是這麼說的,但是如果只摸清它的某一種性質,不就行了?自旋,和軌道角動量,不就都是它在旋轉嘛,只不過的是我既要確定它往哪邊旋轉,旋轉的速度又怎樣。”

林曉微微點頭,但是心中則是在想,難道的真的只能觀測到一個方向嗎?

這可不一定啊。

畢竟他可沒有忘記當初他看過的一篇論文,那篇論文作者所帶領的團隊,可是同時實現了對波和粒子這兩種形式的觀測。

這樣一來的話,所謂的只能觀測到波而不能觀測到粒子性的問題,其實也就不存在了。

想到這裏,他的眼前就是一亮,如果能夠根據他們當初實驗的那個方法來做這樣一種觀測器件的話,不就能夠實現更多自由度的觀察了嗎?

粒子性,波性,是兩種大類,而自旋、軌道角動量、波長、偏振、動量則分別又能夠體現出這兩大類。

而既然能夠同時觀測到粒子性和波性,也自然就可以利用其他的方法來觀察到這五種自由度。

林曉立馬就走到了一旁,來到了電腦前,找起了那篇同時觀測到波和粒子性的論文。

而龐偉見到他的動作,便疑惑地上前問道:“怎麼了?有什麼想法了嗎?”

不過林曉暫時沒有說話,而是憑藉着自己的印象,找到了那篇論文,隨後便展示給了龐偉。

“你看這篇論文裏面所用到的方法。”

龐偉看了一眼後,便做出了評價:“這篇論文我也看過,一個挺有趣且不錯的實驗,不過你有什麼打算?”

林曉說道:“魔改一下。”