Only Perception: 物理學家提出遠距傳輸能量的方法

2010-02-12

物理學家提出遠距傳輸能量的方法

Physicist proposes method to teleport energy
http://www.physorg.com/news184597481.html

By Lisa Zyga, February 5, 2010

(PhysOrg.com) -- 利用使資訊遠距傳輸（teleportation）成為可能的相同量子原理，一項新提議證明那也許能夠傳送能量。利用糾結粒子（entangled particles）中的量子能量波動，物理學家也許夠將能量注入其中一個粒子，並從位於數光年之遙的另一個粒子將能量取出。這項提議或能導致能量散佈的新發展，對於量子資訊與量子能量之間的關係也能有更好的的理解。

東北大學（Tohoku University）的日本物理學家堀田昌寛（Masahiro Hotta）在一篇最近張貼在 arxiv.org 上，名叫「Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation（量子能量遠距傳輸的能量糾結關係）」的文章中解釋這種能量遠距傳輸方案。

先前，物理學家已證明如何遠距傳輸數種不同實體，包括光子、原子與離子的量子態。研究者預測遠距傳輸的原理也能擴展到分子、病毒與其他更複雜的物體。過去一年以來，物理學家也已經在探索量子能量遠距傳輸，而堀田的最新論文則建立在這些研究之上。

在量子能量遠距傳輸中，一位物理學家首先針對二糾結粒子的每一個進行測量。針對第一個粒子的測量會把量子能量注入這個有二個粒子的系統中 -- 那是有可能的，因為任一粒子的能量中總有量子波動。透過對第二個粒子進行仔細挑選的測量，能量接著可從第二個粒子那裡擷取出來。在整個過程中，系統整體能量仍維持不變。

如同先前遠距傳輸的例子，真實粒子並沒有被傳輸，因為在量子層次上，它們基本上完全一樣。相反的，它們所攜帶的資訊則很重要。基於這個緣故，物理學家可以只在粒子中傳送資訊，而非粒子本身。接收粒子接受來自傳送粒子的資訊，並呈現出與傳送粒子一模一樣的狀態。

堀田的論文標誌著「最小『量子能量遠距傳輸模型』種類之能量糾結關係」的第一個例子。一如他的解釋，這些發現能使科學家們探索物理學的基礎：尤其是，量子資訊與量子能量間的關係。

"這些量子糾結不等式（inequalities）很重要，使糾結與能量相關並成為一種實證的（evident）物理學資源，藉此，它們在協助獲得深刻的糾結理解上，本身也成了一種物理學資源，" 他寫道。

如同 MIT Technology Review 一篇報導的解釋，這些關於糾結與資訊的新構想可能有深遠的影響："這裡有種發展中的觀念，最能描述宇宙特性的並非那些統治事物的定律，而是那些主宰資訊的法則。這對量子世界而言顯然為真，對於狹義相對論而言必定為真，而目前正為了廣義相對論來進行探索。有某種方法在相同的立足點上處理能量，或能協助將這些互異的標準兜在一起。"

※ 我們說不定存在於母體中。相關報導：

＊ Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation
http://arxiv.org/abs/1002.0200

Masahiro Hotta
arXiv:1002.0200v1 [quant-ph]

Protocols of quantum energy teleportation (QET), while retaining causality and local energy conservation, enable the transportation of energy from a subsystem of a many-body quantum system to a distant subsystem by local operations and classical communication through ground-state entanglement. We prove two energy-entanglement inequalities for a minimal QET model. These relations help us to gain a profound understanding of entanglement itself as a physical resource by relating entanglement to energy as an evident physical resource.