vocus logo

方格子 vocus

付費限定

量子遙傳:搬動粒子的靈魂,而非肉體

更新 發佈閱讀 6 分鐘

在先前的文章中,我們認識了愛因斯坦口中那種鬼魅般的超距作用—量子糾纏。如果說糾纏是量子世界的隱形導線,那麼量子遙傳(Quantum Teleportation)就是這條導線上最不可思議的物流協議,也是讓「閘傳送」得以實現的基礎。

(延伸閱讀:量子糾纏:愛因斯坦的幽靈


遙傳三部曲:愛因斯坦幽靈的正確用法

很多人會混淆「糾纏」與「遙傳」。簡單來說:糾纏是狀態,遙傳是過程。 遙傳利用糾纏,將一個未知的量子態 |ψ⟩ 從 A 地搬到 B 地,而不需要搬動粒子本身。

1. 角色與物資清單

在開始之前,我們先定義這場傳輸中的三個核心物件:

  • 【靈魂】(待傳資訊 |ψ⟩:Alice 手中一個角度未知的量子態。Alice 不能看它,看一眼它就毀了。
  • 【隱形導線】(糾纏對):預先準備好、分送給 Alice 與 Bob 的一對貝爾態位元。
  • 【解鎖指令】(古典資訊):Alice 量測後得到的 2 個位元數據(00, 01, 10, 或 11)。

  1. 靈魂是如何移動的?

第一步:建立連結(準備白紙)

Alice 與 Bob 各持有一個糾纏位元。這就像 Alice 寄給 Bob 一張尚未顯影的感光紙,而 Alice 自己手中留著另一張連動的底片。

狀態:資訊 |ψ⟩ 還在 Alice 手中,與導線無關。

第二步:聯合操作(靈魂與導線的揉合)

Alice 讓【靈魂】與她手中的【隱形導線】進行互動(CNOT 與 H 閘)。這個動作讓【靈魂】的角度特徵,開始轉移到糾纏系統中。此時,Bob 手中的那張感光紙已經開始產生「潛影」,但還是一片模糊。

第三步:破壞性量測(碎紙與產出鑰匙)

這是最關鍵的一步。 Alice 對她手中的兩個位元進行量測。Alice 手中的【靈魂】與【導線】瞬間坍縮,原本的量子資訊在 Alice 端徹底消失(毀滅)。

Alice 會得到兩個數字(例如 01)。這兩個數字並不是【靈魂】的內容,而是「碎紙的規律」。這就是【鑰匙】:這把鑰匙告訴我們,Bob 手中的靈魂現在是處於「正確位置」還是「上下顛倒」。

第四步:古典通訊(打那通「脫褲子放屁」的電話)

Alice 必須透過傳統方式(電話或光纜)告訴 Bob 她量到的數字(01)。

因為 Alice 能量測的結果是隨機的,Bob 在沒接到電話前,根本不知道手中的感光紙是該正著看還是反著看。沒有這把鑰匙,Bob 手中的位元對他來說就是一團無意義的隨機雜訊。

第五步:座標修正(靈魂復活)

Bob 根據 Alice 給的數字 01,對他手中的位元施加對應的操作(如翻轉 180 度)。最後【靈魂】|ψ⟩ 在 Bob 的位元上完美復現。


2023 年硬體里程碑:超導電路的「長途」快遞

畫面左側為 Andreas Wallraff 教授,他帶領的團隊在 2023 年利用這條長達 30 公尺 的低溫超導線路(管狀設施),成功演示了超導位元間的遠距離量子遙傳。

畫面左側為 Andreas Wallraff 教授,他帶領的團隊在 2023 年利用這條長達 30 公尺 的低溫超導線路(管狀設施),成功演示了超導位元間的遠距離量子遙傳。

2023 年,量子運算從理論走入現實工程。蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich) 的 Andreas Wallraff 團隊在超導電路上實現了突破。

  • 技術突破:在極低溫下維持長距離的微波相干性極難。這證明了量子位元不僅能在單一晶片內溝通,還能跨越晶片。
  • 保真度破 99%:同年,多個團隊展示了高達 99% 成功率的閘傳送。當成功率超過 99%,糾錯才有意義,否則修補錯誤的速度會趕不上錯誤產生的速度。

總結與對半導體設備商(如 ASML)的衝擊與機遇

以行動支持創作者!付費即可解鎖
本篇內容共 2154 字、0 則留言,僅發佈於想想量子你目前無法檢視以下內容,可能因為尚未登入,或沒有該房間的查看權限。
留言
avatar-img
想想
9會員
207內容數
Hi!歡迎來到想想。我們一起觀察趨勢,理解來龍去脈,聊聊科技如何改變生活。 在快速變動的世界裡,找回思考的節奏。
想想的其他內容
2026/01/06
量子糾錯碼雖能防雜訊,卻依 Eastin-Knill 定理封鎖關鍵 T 閘。實務解法是以魔術態蒸餾在城牆外提煉旋轉能量,再透過門噴射隔空注入。此高昂資源浪費決定量子電腦必須走向百萬位元規模。
Thumbnail
2026/01/06
量子糾錯碼雖能防雜訊,卻依 Eastin-Knill 定理封鎖關鍵 T 閘。實務解法是以魔術態蒸餾在城牆外提煉旋轉能量,再透過門噴射隔空注入。此高昂資源浪費決定量子電腦必須走向百萬位元規模。
Thumbnail
2025/12/31
量子電腦邁向實用的核心防線:量子糾錯(QEC)。面對物理位元極度脆弱且觀測即崩潰的本質,科學家不再依賴單一粒子,而是透過表面碼(Surface Code)將數百個物理位元編織成一個具備自我修復能力的邏輯位元。
Thumbnail
2025/12/31
量子電腦邁向實用的核心防線:量子糾錯(QEC)。面對物理位元極度脆弱且觀測即崩潰的本質,科學家不再依賴單一粒子,而是透過表面碼(Surface Code)將數百個物理位元編織成一個具備自我修復能力的邏輯位元。
Thumbnail
2025/12/29
量子電腦幕後功臣輔助位元的祕密。它如同隱形的間諜,透過非破壞性量測在不觸碰數據的情況下偵測錯誤,成功繞過觀測即崩潰的物理限制。文中深入淺出解釋其運作邏輯,並提供數學實證,帶你理解量子糾錯如何藉此守護脆弱的疊加態,是通往容錯量子計算時代的關鍵拼圖。
Thumbnail
2025/12/29
量子電腦幕後功臣輔助位元的祕密。它如同隱形的間諜,透過非破壞性量測在不觸碰數據的情況下偵測錯誤,成功繞過觀測即崩潰的物理限制。文中深入淺出解釋其運作邏輯,並提供數學實證,帶你理解量子糾錯如何藉此守護脆弱的疊加態,是通往容錯量子計算時代的關鍵拼圖。
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
文章探討近期銀行對於房貸申請的態度轉變,特別是財力一般的客戶面臨的困難,並介紹「國峰厝好貸」作為民間二胎房貸的選項。分析其優缺點,包括不受央行禁令影響、審核快速、核准率高等優勢,以及較高的利率(7%-16%)和民間借貸的風險。作者提醒讀者,若非走投無路,應謹慎評估,並建議諮詢專業人士。
Thumbnail
文章探討近期銀行對於房貸申請的態度轉變,特別是財力一般的客戶面臨的困難,並介紹「國峰厝好貸」作為民間二胎房貸的選項。分析其優缺點,包括不受央行禁令影響、審核快速、核准率高等優勢,以及較高的利率(7%-16%)和民間借貸的風險。作者提醒讀者,若非走投無路,應謹慎評估,並建議諮詢專業人士。
Thumbnail
本週量子科技焦點集中在兩件事:一是量子安全正式進入金融與監管治理語境,G7 與交易所組織開始要求明確的後量子密碼遷移路線;二是硬體與量子網路持續工程化,中性原子、光子與量子記憶體往可擴展與商用邁進,產業重心逐步從指標競賽轉向可交付能力。
Thumbnail
本週量子科技焦點集中在兩件事:一是量子安全正式進入金融與監管治理語境,G7 與交易所組織開始要求明確的後量子密碼遷移路線;二是硬體與量子網路持續工程化,中性原子、光子與量子記憶體往可擴展與商用邁進,產業重心逐步從指標競賽轉向可交付能力。
Thumbnail
IonQ 靠收購 Oxford Ionics 再掀話題 🔥。從 Aria 到 Tempo,它用高品質 qubit 挑戰量子未來。營收大增卻持續燒錢,這場豪賭能成功嗎?👀
Thumbnail
IonQ 靠收購 Oxford Ionics 再掀話題 🔥。從 Aria 到 Tempo,它用高品質 qubit 挑戰量子未來。營收大增卻持續燒錢,這場豪賭能成功嗎?👀
Thumbnail
PsiQuantum 融資 10 億美元,估值 70 億,攜手 Nvidia 打造 百萬 qubit 光子量子電腦,揭開量子革命序幕!
Thumbnail
PsiQuantum 融資 10 億美元,估值 70 億,攜手 Nvidia 打造 百萬 qubit 光子量子電腦,揭開量子革命序幕!
Thumbnail
微軟最近宣布了其量子運算領域的一項重大突破,推出了首款基於拓撲量子位元(Topological qubits)的量子處理器——Majorana 1。 這一新晶片的發布標誌著微軟在量子計算研究上經過17年的努力後,取得了顯著進展。 Majorana 1晶片的特點 拓撲量子位元: M
Thumbnail
微軟最近宣布了其量子運算領域的一項重大突破,推出了首款基於拓撲量子位元(Topological qubits)的量子處理器——Majorana 1。 這一新晶片的發布標誌著微軟在量子計算研究上經過17年的努力後,取得了顯著進展。 Majorana 1晶片的特點 拓撲量子位元: M
Thumbnail
量子比特(Qubit)是量子計算中的基本資訊單位,與傳統計算中的比特(bit)有顯著的區別。以下是對比特和量子比特的詳細比較: 比特(Bit) 定義:比特是傳統計算的基本單位,表示二進制中的一個數字,可以是0或1。它是資訊的最小單元,用於編碼和處理數據。 狀態:比特只能處於兩種狀態之一:0或1
Thumbnail
量子比特(Qubit)是量子計算中的基本資訊單位,與傳統計算中的比特(bit)有顯著的區別。以下是對比特和量子比特的詳細比較: 比特(Bit) 定義:比特是傳統計算的基本單位,表示二進制中的一個數字,可以是0或1。它是資訊的最小單元,用於編碼和處理數據。 狀態:比特只能處於兩種狀態之一:0或1
Thumbnail
我們寫作業時,只能一個字一個字地寫,但是量子電腦卻可以同時做很多件事情,就像一位有很多隻手的魔法師一樣呢⋯⋯快來跟♥AI小可愛小艾♥一起探索世界的每一個角落,一起學習有趣又有用的新科普!
Thumbnail
我們寫作業時,只能一個字一個字地寫,但是量子電腦卻可以同時做很多件事情,就像一位有很多隻手的魔法師一樣呢⋯⋯快來跟♥AI小可愛小艾♥一起探索世界的每一個角落,一起學習有趣又有用的新科普!
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News