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 發布時間：2018-10-08瀏覽：2054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“經典宇宙”，即量子物理學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的二 進制數字編碼到光子里，然后以光速發送給你的朋友。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制信息回復給你，那你就需要再等上一 年。到時候如果你想要發送更多的信息，那就要用到更多的光子了。

　　然而，在發表于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并非是讓你用1個粒子來傳送2個字節的信息，而是讓你和你的朋友利用同一個粒子，在同一時間互相發送1 字節的信息。

　　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、奧地利維也納大學的 Flavio Del Santo說：“這通常描述為同一時間出現在兩個地方。”現實情況更為復雜一點，但想象兩個地方同時出現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和量子通訊研究所的Borivoje Daki?給論文中假設的通訊者起的名字）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字節信息到粒子中，并將粒子同時發送給對方。

　　當粒子到達時，愛麗絲和鮑勃所收到的結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”，那他們收到的結果將都是“0”。