科技陈根：当量子纠缠进入生命科学，心灵感应的秘密被解开 |量子|

文/陈根
量子物理开启了人类对科学的新认知与新探索，可以说量子科学是本世纪物理学最重要的探索领域。尤其是量子纠缠的现象，让科学家们产生了许多有趣的灵感与创意。量子纠缠是一种物理资源，如同时间、能量、动量等等，能够萃取与转换。应用量子纠缠的机制进入到量子信息学，很多平常不可行的事情都可以达成。
【科技陈根：当量子纠缠进入生命科学，心灵感应的秘密被解开】量子纠缠则是一种纯粹发生于量子系统的现象，这种现象在经典力学里难以找到，因此就吸引了诸多科学家的探索。
最近奥地利科技学院（IST Austria）的一支研究团队，就希望借助于量子科学融入雷达领域，并研究出了“量子雷达”原型。目前这项技术研究发表在近日出版的《科学进展》（Science Advances）期刊上。

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其实，量子纠缠描述了一种奇异的状态，无论相隔多远，处于纠缠态的一对粒子都能够紧密联系、实时通信。而当量子纠缠进入生命科学领域的时候，比如为什么人会出现心灵感应的现象等，就能借助于量子科学获得很好的解释。
而基于量子的奇异纠缠现象，研究团队就提出了一种“量子雷达”设想，并开发了原型。而利用量子技术在通讯领域的应用并不是奥地利科学家的首创，包括我们国家，以及美国、英国等高校与科研机构都在积极地探索。
基于量子科学的通讯技术具有非常强的保密性，目前不仅是在雷达通讯，包括在计算机、卫星等领域都有了广泛的探索。而基于量子科学的雷达，其表现有望超越传统的雷达。传统雷达的工作原理是发射无线电波或微波，然后接收侦听各个方向的信号回弹，以清晰描绘出特定区域中的物体。新型“量子雷达”的原理与之相同，但它发射的是光波、而不是无线电波。

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首先，研究人员准备了一对纠缠状态的光子。其中一个属于“信号”（signal）光子，另一个则被当做“惰轮”（idler）。在将信号光子发送到被检测的物体上时，惰轮光子继续保持不受任何干扰的隔离状态。当信号返回时，它会发生变化、并且对惰轮光子产生即时的影响。而量子雷达就是借助于惰轮光子，来确定该区域中是否存在目标物体。当信号光子反弹信号时，两种类型的光子之间会丢失真正的量子纠缠，但保留了足够的信息来创建可确定物体读数的签名特征（signature）。
尽管目前基于量子科学的雷达还处于探索阶段，尽管这次奥地利科学家的研发还无法达到应用层次，其接收的信号也还相对微弱。但这项探索至少在理论与原型阶段实现了可行性，同时也为未来的量子雷达的应用提供了可能。