还记得这样的场景吗？电影中，主人公走入一扇“任意门”，瞬间就穿越来到另一个空间……
在量子世界里，这或许不是幻想。就在今天凌晨，我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。新华社记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军，带你一起走进神奇的量子世界。
量子究竟是什么？
世界上真有“绝对安全”的通信吗？机器会不会有量子大脑？为什么用“墨子”命名？
量子是构成物质的基本单元，是能量的最基本携带者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小单元，不存在“半个光子”，同理，也不存在“半个氢原子”“半个水分子”等等。量子世界中有两个基本原理：
——量子叠加，就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。著名的“薛定谔的猫”理论曾经形象地表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。
——量子纠缠，类似孙悟空和他的分身，二者无论距离多远都“心有灵犀”。当两个微观粒子处于纠缠态，不论分离多远，对其中一个粒子的量子态做任何改变，另一个会立刻感受到，并做相应改变。
世界上真有“绝对安全”的通信吗？
传统光通信是通过光的强弱变化传输信息。从中分出一丁点光并不影响其他光继续传输信息，测量这一丁点光原理上就能窃取信息。
量子通信则完全不同！窃听者如果想拦截量子信号，并对其进行测量，将不可避免地破坏携带密钥信息的量子态。根据量子“测不准定理”，这种破坏必然会被信息发送者和接收者所发现。
是否可以不破坏传输的量子态，只截取并复制，再继续发送？这已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保证了量子通信的绝对安全。
能实现《星际迷航》里的瞬间移动吗？
“量子态隐形传输”是基于量子叠加和量子纠缠的特性，就是甲地某一粒子的未知量子态，可以在乙地的另一粒子上还原出来。其实传输的是粒子的量子态，而不是粒子本身。这种状态传送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬间移动”。
现在，在光子、原子等层面已经实现了量子态隐形传输。电影里“大变活人”在原理上是允许的，但目前还远远做不到。因为科幻电影里人的传送，不仅需要把人的实体部分的大量原子、分子传送，并且严格按照原来的相对位置重新排列起来，更何况重现意识和记忆就更复杂了。
不过，随着科学的发展和技术的进步，也许未来我们还是可以实现人的量子隐形传态，到那时星际旅行就不是梦啦。
机器会不会有量子大脑？
所谓量子大脑，其实就是当今正在研制中的量子计算机。未来的量子计算机可能会对人工智能起到极大的帮助，在数据搜索、分析和处理方面提供远远超过目前经典计算机的运算能力。
机器人都是预先设置好程序的，而人是有意识和自由意志的。研究发现，人脑中的思维机制与量子叠加、量子纠缠或许存在相似之处。所以也有学者认为，未来可望创造出与人脑一样运行的人工智能机器人。真到这种程度，机器与生物之间的界限已经非常模糊。这目前还只是一种畅想，未来究竟怎样还得拭目以待。
为什么用“墨子”命名？
潘建伟透露，量子科学实验卫星正式命名为“墨子号”，是因为哲学家、墨家学派创始人墨子是一位鲜为人知的伟大科学家。《墨经》里记载了世界上第一个“小孔成像”实验，该实验解释了小孔成倒像的原因，指出了光是沿着直线传播的，也是第一次对光直线传播进行科学解释，为量子通信的发展打下了一定的基础。
取“墨子号”来命名量子卫星，和卫星本身的意义相符，也体现了我们的文化自信。
●连线
美俄专家：量子通信是防御黑客的最好选择
美国《华尔街日报》16日发表评论说，量子卫星将让中国在防御黑客方面走在世界前列。文章说，在当今信息社会，黑客威胁日益严重，安全通信对国家安全日益重要。报道援引华盛顿一家智库的网络安全专家约翰·科斯特洛的话说，美国一直在攻击和入侵中国的网络，这促使中国加强研究“防御性的”量子通信技术。
该报指出，美国正在大力发展量子计算机，可用来攻破传统的基于数学的加密手段。由于量子通信是基于物理规律的，将其用于传输密码，在目前来看是无法被窃取的。该报引用信息技术专家罗恩·斯坦菲尔德的话说：“量子密码学是未来我们最好的选择。”
俄罗斯量子中心的“量子通信研究团队”负责人库罗奇金对新华社记者说：“在未来量子计算机时代，只有量子通信能够保证信息安全。”
他认为，量子通信研究目前有几个发展方向，一是查找构建量子通信网所面临的技术薄弱环节；二是针对可能出现的攻击量子通信的手段，提前制订某些防范方案；三是为构建量子通信系统，各方应达成哪些必要协议。
美国“商业内幕”网站发表题为《中国发射反黑客卫星，将引领新一轮太空竞赛》的文章说，中国在量子通信领域投入了大量资金和精力，如果美国科学家找到如何破解量子密码的方法，中国科学家可能会研发出更安全的版本。■来源：据新华社
