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(ISNS) -- 科學家們正在努力建立一個基於太空的量子通訊網路，該網路可以實現無法監控的傳輸。
在這樣做時，他們可能會使一個名叫斯科蒂的人真正將一些資訊隱形傳輸到太空成為可能。
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安大略省滑鐵盧大學的托馬斯·詹內溫說，這足以“嚇到”阿爾伯特·愛因斯坦，他是該領域的頂級研究人員之一。
加密研究可能具有直接的實際意義。該過程將利用糾纏的光子，愛因斯坦——他一直抵制量子理論的後果直到去世——稱之為“遠距離的幽靈般的動作”。
詹內溫說：“如果我們能利用糾纏光子之間的關聯來建立量子金鑰，它就可以用於安全通訊。”
愛因斯坦和他的兩位同事在 1935 年提出，如果您有兩個相互作用的量子系統，例如分子中的兩個原子，然後將它們分開，它們將保持糾纏，這意味著它們的性質將不可分割地聯絡在一起。測量一個原子會立即導致另一個原子發生變化，無論它們相隔多遠。
愛因斯坦認為存在一個普遍的速度限制：沒有任何東西可以比光速更快，所以他認為這種通訊——“幽靈般的動作”——是不可能的。
但在 1972 年，一群美國科學家表明，這正是發生的事情，至少在他們實驗室實驗的短距離範圍內是這樣。
幾十年前，另一位物理學巨頭沃納·海森堡在他的著名不確定性原理中提出，僅僅觀察一個粒子或以其他方式干擾它就會改變它的性質，並且——根據量子理論——它的糾纏孿生子也會立即改變。
常見的加密涉及使用金鑰，一系列對訊息進行編碼和解碼的數字和字母。傳送者有一個用於加密訊息的金鑰；接收訊息的人有另一個用於解碼的金鑰。
科學家們可以設想將量子訊號束從一個地方傳送到另一個地方以生成加密金鑰，但存在一個問題。
量子通訊訊號在地球上無法傳輸很遠。目前的記錄是 89 英里，由詹內溫和當時在維也納大學的一個團隊在加那利群島創造。問題是大氣中的傳輸損耗或散射。
美國國家標準與技術研究所的專家約書亞·比恩方表示，即使使用光纖電纜也不是答案。他說，單個光子在光纖電纜中安全傳輸超過大約 250 英里的機率很小。
這就是為什麼詹內溫和其他研究人員正在關注太空，因為光束不會在真空中散射。他的實驗室和其他實驗室現在已經為這樣的衛星設計了一個設計，這將測試出來。
詹內溫描述了一個系統，其中衛星中的一個裝置產生糾纏光子對，並同時將每對中的一個透過數百萬光子的光束傳輸到兩個地面站，所有光子都處於糾纏的量子態。這意味著兩個站應該具有相同的金鑰。
這兩個站將比較它們。如果傳輸沒有被竊聽者攔截或修改，則這兩個金鑰應該是相同的。然後，傳送者可以傳送一個傳統的加密訊息，確保沒有人正在竊聽。
但是，如果金鑰有任何改變，如果有人攔截了金鑰訊息，海森堡的理論就會發揮作用，光子就會被改變。雙方都會知道是否有竊聽者，並重新發送金鑰或嘗試另一個系統。
世界各地的幾家公司和政府研究機構正在研究類似的衛星系統。
詹內溫在《物理世界》雜誌中寫道：“此外，可以進行遠距離‘量子隱形傳輸’實驗——實現著名的《星際迷航》‘把我傳送上去，斯科蒂’命令的第一步可能只需幾年時間。”在量子隱形傳輸中，實際物體本身不會被傳送上去。相反，它們的資訊——編碼在量子態中——會從地球上的一個粒子中消失，然後在太空中的一個粒子中重新出現。
詹內溫說，該方案將需要三個光子。一個是輸入光子，要進行隱形傳輸，另外兩個是糾纏和分離的。
詹內溫說：“輸入光子與其中一個糾纏光子相關聯，因此它的量子態完全轉移到另一個糾纏光子上，該糾纏光子可能在遠處。” “最終的光子是新的‘原始’光子，最初的光子完全丟失了它們的資訊。”
開發量子衛星系統的另一個好處是，它將使物理學家能夠在更大的距離上測試量子理論。