就像宇宙中其他一切事物的運動速度都有極限一樣，資訊在宇宙中的傳播速度也有一個極限。這是一條規則。但是，一個量子物理學家團隊，就像量子物理學家經常做的那樣，已經弄清楚瞭如何打破它。
在正常情況下，資訊傳輸的最終極限——宇宙的頻寬——是每個基本粒子一個位元，移動速度不超過光速。這是在“經典宇宙”中，也就是在量子物理學介入之前事物的表現方式。
這就是這個限制的來源：如果您想將由位元“1”或“0”組成的訊息傳送給光年之外的朋友，而您只有一個光子，那麼您可以將這個單個二進位制數編碼到光子中，並以光速傳送給您的朋友。您的朋友一年後會收到訊息。如果您的朋友想使用該光子將二進位制訊息發回給您，您將不得不等待另一年。如果您想在那段時間內傳送更多資訊，則需要更多的光子。
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但是在2月8日發表在《物理評論快報》上的一篇新論文中，一對量子物理學家表明，理論上可以將該頻寬加倍。
這篇題為《使用單個量子粒子進行雙向通訊》的論文中描述的技術，並不能讓您用一個粒子向您的朋友傳送兩個位元。但是，它確實允許您和您的朋友同時使用同一個粒子彼此傳送一位資訊。
研究人員寫道，如果兩個人想實現這個技巧，他們必須將粒子置於“不同空間位置的疊加態”。
維也納大學的該研究的共同作者弗拉維奧·德爾桑託告訴《生命科學》說：“這通常被描述為同時處於兩個地方。”
現實情況要複雜得多，但是將粒子想象成同時處於兩個地方是理解這裡發生了什麼的有用快捷方式。
這樣，愛麗絲和鮑勃（這是德爾桑託和他在奧地利量子光學和量子資訊研究所的合作者博裡沃傑·達基奇稱呼他們的量子通訊者的方式）在通訊開始時都擁有相同的粒子。德爾桑託說，每個通訊者都可以將單個資訊位（1或零）編碼到粒子中。
他們的通訊仍然受到光速的限制。當愛麗絲將“1”編碼到粒子中時，鮑勃不會立即看到它。她仍然必須將粒子發回給他。但是這種情況很特殊，因為愛麗絲和鮑勃都可以將一位資訊編碼到粒子中，並同時將其發回給對方。
當粒子到達時，他們每個人看到的訊息將是他們自己的資訊位和對方的資訊位加在一起的結果。如果愛麗絲編碼為零，鮑勃編碼為1，那麼他們每個人都會看到1。但是，由於愛麗絲知道自己輸入的是零，因此她會知道鮑勃輸入的是1。並且由於鮑勃知道自己輸入的是1，因此他會知道愛麗絲輸入的是零。如果兩者都輸入1，或者兩者都輸入零，則結果為零。
在每種情況下，兩個接收者都會知道對方傳送的位元，並且他們將通常兩個人使用單個粒子相互發送位元所花費的時間縮短了一半。
頻寬翻了一番。
這在現實世界中有效
這篇發表在《物理評論快報》上的論文純粹是理論性的，但德爾桑託和達基奇與維也納大學的一個實驗團隊合作，以表明該方法可以在現實世界中起作用。
他們的結果的這一部分尚未經過同行評審並在期刊上發表，但可在預印本伺服器 arXiv上獲得。
研究人員使用分束器將光子分成空間疊加態，這意味著它們在某種意義上同時處於兩個地方。科學家們寫道，透過這樣做，他們完成了第一篇論文中所描述的：將位元編碼到分裂的光子中，將它們混合在一起並解釋結果。
研究人員還表明，透過稍作修改，此技術可用於進行完全安全的通訊。德爾桑託說，如果其中一個通訊者愛麗絲輸入一個隨機的位元串，而鮑勃編碼真實的連貫訊息，那麼任何竊聽者都永遠無法在不知道愛麗絲編碼了什麼的情況下弄清楚鮑勃在告訴愛麗絲什麼。
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