量子力学是什么？听了正确的解读就能理解 | 科技袁人_风闻

导读

　　为什么会有很多人觉得量子力学难理解，有很多了不起的科学家都觉得量子力学难以理解呢，难理解的是这本操作手册，为什么是这个样子？你先要学懂它是什么，然后你再问为什么，为什么是这样，这个是很神奇的，直到现在我们也不知道它为什么是这样。

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　　本视频发布于2021年9月19****日，观看量已超3万

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　　【9月11日19:00，我在今日头条 / 西瓜视频 / 抖音进行多平台直播，聊了聊量子科技现在与未来。我们把直播的精彩片段剪辑成视频，共两集，这是第二集。第一集见百年前就提出的量子，为什么突然成为热门话题？| 科技袁人】

　　为什么会有很多人觉得量子力学难理解，有很多了不起的科学家都觉得量子力学难以理解呢，难理解的是这本操作手册，为什么是这个样子？你先要学懂它是什么，然后你再问为什么，为什么是这样，这个是很神奇的，直到现在我们也不知道它为什么是这样。但是无论如何你可以先学懂它是什么，这个是一点都不难的，所以我们下面就来讲讲它是什么。

　　量子信息当中，对于量子力学用到的最主要的是有这么三大部分，我把它开个玩笑，起个名字，我称为三大奥义，第一个是叠加（superposition），第二个是测量（measurement），第三个是纠缠（entanglement），还有跟经典的信息科学对照，传统的信息科学基本操作对象叫做比特，这个大家都非常熟悉是吧？

　　量子信息的基本操作对象叫做量子比特，叫做quantum bit，简称qubit，下面我们就来仔细的解释一下这些概念。

　　如果你能够理解这些概念，那么你对于任何一个量子信息的技术，你都知道它大致是什么意思了。首先经典的比特是什么意思呢？一个比特就是说，一个体系它有且只有两个状态，这两个状态我们一般就用0和1来代表对吧？比方说我们的计算机里边，每一个存储单元就是一个比特，就是说它可以，比方说那个电的开和关，就是0和1，然后量子比特跟经典的比特区别是什么呢？

　　假如说经典的比特就好比一个开关的话，那么量子比特就好比一个旋钮，旋钮的特点是什么？它是连续可调的，它可以指向任何一个方向是吧？这个图是《秦时明月》里面的少司命，因为他的大绝招就是手画出这么一个圆，这个刚好是比划出这么一个旋钮的样子，所以这个就可以作为量子比特的一个比喻。

　　那么在实验中我们要产生一个量子比特，有一个非常自然的体系就是偏振光，大家如果学过高中物理的话，应该都知道偏振光对吧？我们平时见到的自然光它是没有偏振的，也就是说所谓光其实就是电磁波对吧？它的电磁波，它有一个电磁波场，电磁场所在的方向，如果是自然光那个场，它是在所有方向都均匀分布的，所以它是没有偏振的，但你如果把它通过一个偏振片，那它出来之后，它就只有一个方向偏振了，跟那个偏振片是一样的。

　　比方像这个，它出来就是只有竖直方向，水平方向就没有了，像这种就是偏振光，传统有一种3D技术，那就是说左右两只眼它各自是某一个方向偏振的，比方说一只眼是水平偏振的，一只眼是竖直偏振的，所以两只眼看到的图像是不一样的，这两个稍有区别，然后叠加起来就会产生一个3D图像，这是最传统的一种3D技术。

　　所以这个偏振光，是我们日常生活中就经常见到，这个概念大家应该很熟悉是吧？这个偏振它可以指向任何一个方向，所以你用这个偏振的方向，就可以来当做一个量子比特。

　　OK，所以我们可以把偏振，就把它当成一个偏振的方向，当成一个矢量，然后这个矢量可以指向任何一个方向，对它唯一的限制就是它的长度要等于1，所以这个矢量呢，你从原点出发，然后一个长度唯一的矢量，你说它的最后这个端点会形成什么？回答是一个单位圆，就是一个半径为1的圆。

　　所以对量子力学当中一个状态的最好的表示，就是说它是从原点出发，指向单位上任何一点，这样构成的一个矢量。然后有了矢量之后，立刻就可以进行这种线性叠加的运算。比如说有一个水平方向的一个矢量，加上一个竖直方向的矢量，它们俩加起来会是什么？很明显加起来是得到一个45度方向的矢量，然后这两个如果相减呢，相减是得到-45度方向的矢量，然后刚才那两个是它他们等权重的加减是吧？你还可以加一点权重，比方说水平方向是1倍，然后加上那个竖直方向√3倍，这样就会得到一个60度方向的矢量对吧？

　　所以通过这些矢量的线性叠加，你可以把任何一个方向的其它的矢量都给产生出来，这个实际上是线性代数里面的基础内容是吧？大家学过线性代数的话，肯定觉得这个都非常熟悉。

　　然后下面一个新的概念叫做基组（Basis set），它就是说你任何两个矢量，只要它们是垂直，我们就可以把它们定义为是一个基组。实际上我们平时，我们学解析几何的时候，初中高中学解析几何的时候，你干的第一件事情不就是要设定一个坐标系吗？有个x轴，有个y轴，x轴和y轴特点是什么？他们之间要成90度对吧？实际上这是对它们唯一的限制，然后至于说它们90度的方向是直的，是水平的，和垂直的呢，还是±45度，还是任何其它方向的，其实都可以对吧？

　　唯一的要求只是说它们要互相垂直，那么我们就正好用这个解析几何来做一个比喻，我们学解析几何的时候，你要解一道题对吧？第一件事你就要设立一个坐标系，有了这个坐标系之后，你就可以把任何一个点它都可以给定它一个xy坐标，一组xy坐标，然后你就可以算任何其它东西，比如说算出两点的距离对吧？但最后你算完了之后，这个结果肯定应该跟坐标系是无关的，无论你这个坐标系怎么平移或者旋转，比方说你两点之间长度是1，你在任何坐标系算出来肯定都是1，不可能你换个坐标系它就变成2了对吧？

　　所以就是说坐标系是对我们有帮助的一个辅助，但是计算结果应该是跟这个坐标系无关的，矢量的基组也是这样，所以量子力学的基组就好比解析几何那个坐标系，怎么取这个基组并不重要，真正重要的就是说，你要有一个基组，我们开个玩笑，就好像现在很多长辈对年轻人逼婚，就是说我并不在乎你找一个什么样的对象，真正关键的就是说，你要有一个对象，所以甚至催生了这样的业务，什么所谓租女朋友回家过年之类的。那么前面这些都是一些非常容易理解的，应该高中水平理解起来都毫无问题是吧？

　　然后量子力学里面为了描述方便，我们引进了一个新的符号，叫狄拉克符号，比方我们前面说的水平方向的单位矢量，我们就把它写成一个尖括号，就是说一个竖杠加一个斜的尖括号，里面填上一个0，表示0这个矢量，表示水平的单位矢量，然后中间填上1，就表示这个竖直方向单位矢量，然后它们俩叠加起来，就可以产生，两个等权重的相加，就会得到一个加号，或者说是正这个符号，这是表示正45度的，然后它们俩相减就会得到负45度。

　　这4个是最最常用的狄拉克符号，也是我们最常用的4个矢量。

　　用第二个符号我们就很容易表现这个矢量的线性叠加，比方你看到|0>这个矢量，加上|1>这个矢量你会得到√2加这个矢量，为什么会出现一个√2？

　　因为它的长度是√2，但是我们要求每个矢量长度都要回到1，所以你要得到加号这个矢量，你要把它0加上1，然后除以√2，然后你如果愿意的话，你可以反过来用加号和减号这两个加起来，然后除以√2，然后你就会得到|0>这个矢量。

　　那么说来说去狄拉克是谁？狄拉克就是左边这个人，狄拉克是一个英国的物理学家，得到诺贝尔物理学奖，狄拉克提出有一个基本的物理原理，叫做叠加原理，就是说如果两个状态是一个体系允许出现的状态，那么这两个状态的任何的线性叠加，也是这个体系已经出现的状态。

　　那什么叫做线性叠加呢？其实刚才我们已经演示了，建议大家就是说，两个矢量以任何权重加起来，然后最后那个长度要回到1，所以两个状态0和1，它们的线性叠加就是指的a|0> + b|1>，其中 a和b是两个数，对于它们唯一的限制就是a的绝对值的平方加上b的绝对值的平方等于1，比如说加这个状态,就是说0加上1然后除以√2，减这个状态就是（|0> - |1>）÷√2，那么这个叠加态，实际上它就相当于从原点出发，然后在这个单位圆上任何取一点，每一点都对应着一组a和b。

　　所以我们总结一下量子叠加，就是说首先一个比特就好比一个开关，一个量子比特就好比一个旋钮，一个比特只有两个状态，一个这样的比特却有无穷多个状态，所以量子比特能干的事情，显然比经典比特能干的事情要多。

　　然后第二个测量，量子测量它最大的特别之处，它意味着这个世界上存在真正的随机性，这个图也是来自《秦时明月》，这是《秦时明月》里面的白凤是吧？白凤的大绝招是分身，然后你不知道其中到底哪个是真的，这表示一个真正的随机性。

　　为什么我们要强调真随机性呢？在经典力学里面，测量最大的特点就是说，在测之前那个状态已经存在在那儿了，所以无论你看或不看，它都在那里，现在不是有首著名的诗嘛，说你见或不见我，我都在那里，很多人以为这是第六世达赖喇嘛仓央嘉措写的，不是，它实际上是一个当代的诗人写的，就是这位，扎西拉姆多多，汉语名字叫谈笑靖，她是一个汉族人。但是量子力学的测量跟经典力学的测量是完全不一样的，经典力学的测量跟其它的物理过程服从的是同样的规律，量子力学是不一样的。

　　量子力学把那个测量过程要单拎出来说，必须说它跟其它过程服从的物理规律是不一样的，具体是什么样的规律呢，有两点：

　　第一，每次测量的时候它必须要对应某个基组。

　　第二，我们来问一个问题，你现在要测的状态是不是基组当中某个状态？如果是，这个答案就很简单，测出来之后这个状态是不会变的，你进去是什么，出来还是什么。如果不是那就有意思了，如果不是那么测量出来的结果，这个状态会发生突变，它会突变到基组的状态当中的某一个。

　　具体而言，假如我们在0和1的基组当中测量一个0和1的叠加态，a|0>+b|1>，那么出来的结果必然就是0或1当中的某一个，它会以|a|^2的概率得到0，|b|^2的概率得到1，所以这个再次解释了，为什么|a|^2+|b|^2必然等于1，因为你只有这两种可能的结果,所以它们俩加起来肯定100%，所以非常明显的应用就是说对于加号这个状态，最后回顾一下它不是等于0/√2加上1/√2，现在就是说a=b=1/√2，所以它的平方都等于1/2。

　　所以你对它做一下观察，你会发现它有一半的概率变成0，一半的概率变成1，然后同样减号那个状态，它是0/√2减去1/√2，所以一个是正的，一个是负的，但是绝对值的平方之后还是两个都是1/2，所以你观察之后，它还是有一半得到0，一半得到1。然后你也可以在正和负的基组当中，去观测0或者1这两个状态，它同样也是有一半概率得到|+>，一半概率得到|->，所以它总是得到一个一半对一半的这样的概率。

　　所以量子力学的测量它是非常深刻的，它改变了我们对于因果性的理解。就是说假如我们做很多次实验，比方说你测量1万次，然后你就可以预测你大概会有5000次得到这个，5000次得到那个，这个你可以预测得很准。

　　但假如你只做一次实验呢，那你来预测一下，我这次得到0还是1，回答是我们完全无法预测。我唯一可说的就是说，它有一半概率得到，一半概率得到那个，这是我们可以做的最好的预测了。

　　所以必须明确一下，就是量子力学当中，同一个原因可以得到不同的结果，这个是跟经典力学完全不一样的。

　　大家仔细想一想这点，经典力学里面同样的原因，必然得到相同的结果，量子力学却不是这样，量子力学同样的原因可以得到不同的结果，所以它是具有真正的随机性，这是量子力学本质的随机性，这个是完全改变我们世界观的。

　　然后在实用当中，这个量子的测量是唯一的，能够产生真随机数的方法。你说我们现在产生一个随机数不是很容易吗？你让计算机去产生一个随机数，它可以产生出来，那些都是伪随机数，那些伪随机数产生的办法是它有个算法，然后有个种子，你输入一个种子出来，然后它给你做一通数学运算，然后给你输出一些数字，你看着好像是随机，但假如那个种子不变，它出来那个随机数的序列是不会变的，所以它是伪随机，只有做量子力学的测量它才是真随机。

　　然后在量子力学测量方面，我们也是走在世界前列的。比方说2018年9月19日，就是科大校庆的时候，科大60周年校庆，当时潘建伟研究组在《Nature》发了篇文章，说我们实现了“器件无关的量子随机数产生”，这是量子随机数的一大实验成果。大家看不明白这个词组没关系，反正这是随机数的一大进展。

　　然后第三个，最后一个奥义量子纠缠，这个量子纠缠是大家平时听说最多，也是最莫名其妙的一个东西了是吧？

　　关于量子纠缠的种种错误说法是全世界最多的，比如说你整天会听到各种各样神奇的说法，我可以告诉大家这些说法全是错的，你在市面上见到的对于量子纠缠的所谓科普几乎全是错的，正确的是什么？

　　那应该去看我那本书，对于量子纠缠的正确理解是什么？首先它不是个神秘现象，量子纠缠它完全是量子力学预言的一个现象，而且这个现象早在实验上得到证实了，所以我们应该认真对待它，只要是学过量子力学的人都能够理解量子纠缠，但是你如果没学你当然不可能理解它，量子纠缠究竟怎么来的，其实就一个原因，就是说前面我们说的量子叠加，就是第一条量子叠加，它对于多个粒子也是适用的，所以当你对多个粒子对它构造一个叠加态，它就会出现量子纠缠这种现象。

　　我们来举一个最简单的例子，对于一个粒子，假如它有两种状态可以取，我们打个比方，比方说它可以是红玫瑰和白玫瑰，这是张爱玲的一本小说，它有红和白这两个基础状态，然后对于两个粒子的基本状态是有多少种呢？回答是4种对吧，红红、白白、红白和白红这总共4种组合是吧？所以当我们要问，这样一个两粒子的状态，到底是处于什么状态，我们的基本回答并不是说这两个粒子各自处于什么状态，而是要问这两个粒子体系的整体有多少个基本状态，然后把它们叠加起来。

　　回答是有4个是吧？然后假如是有3个粒子呢，那会有多少个基本状态，回答就是2的3次方等于8个对吧？如果有n个粒子，有2的n次方个基本状态，所以这么2的n次方个基本状态，它们的任何的量子叠加都是可以制备出来的。

　　那么来看这个，|红红> + |白白>，然后除以√2，这是一个多粒子的叠加态是吧？然后你如果对它去做一下测量，然后你去问那个1号粒子，我们把它称为A，这个1号粒子你会测出它是什么？它一半的概率是红的，一半概率是白的，对吧？但是每当你测出A是红的，你就发现 B也是红的，如果你发现A是白的， B也是白的，就是这两者的颜色总是相同的，这才是真正神奇的地方是吧？

　　这个现象就是量子纠缠，所以你看量子纠缠没有任何神秘之处，这是因为我们输进去的那个状态就是这样，红总是跟红一块出现，白总是跟白一块出现，所以你测出来当然就是这样，然后另外一个常见的例子是这个，把它反过来，说（|红白> + |白红>)，然后除以√2，那么你同样还是会发现,一半概率是红的，一半概率是白的，而B同样也是一半红一半白，但是 A如果是红的，B就是白的，A如果是白的，B就是红的，它们俩总是反的，这个现象也是量子纠缠，它们都是同类的现象，只不过因为初始状态不同，所以它们表现相反。

　　所以量子纠缠它实质是什么？就是说你有多个粒子，然后这些粒子它们每一个的，各自的测量结果都是随机的，但是这些随机数之间是存在关联的，这个关联它可以是完全相同，也可以完全相反，你也可以是比如说90%的概率相同，但是如果是50%的概率相同，那就是没关联对吧？因为你随机的两个没有任何联系的数字，它们也会有50%的概率相同。

　　所以很容易产生一个问题就是说，那么任何一个多粒子的状态都是纠缠的吗？回答是不是，比如说最基础那4个基本状态，红红、白白、红白、白红，它们就没有量子纠缠，因为它们的测量结果是确定的嘛，然后还有复杂一点的，就是你把这四个全都等权重地加起来，就是|红红>+|红白>+|白红>+|白白>，然后除以2，这看起来是个特别复杂的状态是吧，但实际上它是最简单的，因为你如果对它测量，你会发现a和b各自都有一半概率红，一半概率白，而且它们是完全不相关的。所以这个看起来最复杂的状态，实际上是最简单的，它是一个没有量子纠缠的状态。

　　那么前面这些是比较形象的说法，如果在数学上精确地描述量子纠缠，实际上也非常简单，用高中数学就可以理解它是一个分离变量的问题。就是说一个二元函数F(x, y)能不能写成一个关于x的函数f(x)乘以一个关于y的函数g(y)，最简单的例子F(x,y)=xy ，它能不能分离？当然可以是吧，那f(x)=x，g(y)=y，那就可以是吧，这是道送分题。

　　下面一个稍微复杂一点的，F(x,y)=xy+x+y+1，它行不行？你稍微观察一下，就会发现它可以写成(x+1)(y+1)是吧？所以它还是可以。

　　再下面一个看起来也很简单，xy+1，然后你就会发现怎么都把它分解不开了。所以有些二元函数是可以分离变量的，也有一些二元函数是不能分离变量的，可分离的就叫做直积态，不可分离的就叫做纠缠态。为什么叫做纠缠态？真正的区别是在这儿，对于直积态，我们就可以说这个体系它是粒子1处于某个状态，粒子2处于某个状态，你可以分别定义每个粒子处于什么状态，但是对于纠缠态，我们就不能用这个语言来描述这个体系了，你不能说它的粒子1处于某个状态，粒子2处于某个状态，你唯一可说的是，这个体系的整体处于某个状态，所以它叫做纠缠态。就好比这两个粒子紧密地纠缠在一块了。

　　那这个量子纠缠是谁提出来的？实际上是爱因斯坦，爱因斯坦和他的两个助手，叫做波多尔斯基和罗森，我们把他们三个人的姓氏首字母缩写叫EPR，这EPR这三个人认为世界不应该是这样的，他们坚信每一个粒子的每一个性质在测量之前都应该有个确定的值，所以他们老是问人，你是不是相信月亮只有在我们在看的时候才存在，难道我们不看月亮就不存在了吗？所以是他们提出了量子纠缠这个思想实验，他们的目标是要驳倒量子力学，很多人就以为量子纠缠，EPR这个现象它是发生超光速的信息传输，所以它违反了狭义相对，所以它是错的，这个理解是错的，真正的奇妙之处在于，仔细想想就会发现量子传输并没有传输信息，所以它不违反狭义相对论，为什么呢？

　　因为你要传信息的话，你必须先约定好对吧？说你如果测得一个0，你就得到一个信息0，如果测得一个1，你就得到一个信息1，你必须要控制测量的结果对吧？但是量子力学不是已经告诉你了吗？你不能控制，你只能得到一个随机的结果，你想传一个0，但是你唯一可以说的就是这次有一半可以得到0，一半可以得到1，你并不能保证这次得到0，所以你传来传去，传的是一个随机数，而不是信息，所以量子纠缠是完全不传信息的，但是后面我们会知道，这个随机数还是有用的，你可以将来在量子密密码里面，你可以把这个随机数作为密钥，所以最后你可以把它派上用场，但是并不是用它直接去传信息。

　　所以到了现在量子纠缠就成了量子信息里面一个重要的工具。所以我们对它有一个很好的比喻，它好比青铜时代的铁，青铜时代，人类已经知道有铁这种新的物质存在了是吧，你可以看出来它在下一个时代就是铁器时代，它要派上很大用场，只不过现在我们还不太清楚该怎么用，所以在下一历史时代，量子纠缠肯定会变成一个特别重要的资源，它就变成像能量、信息，或者任何你现在能够想到的其它资源同等重要的资源。

　　爱因斯坦他在这个量子纠缠上面其实是犯了一个错误，但是即使是犯错误也是对我们很有启发，就像大话西游里面紫霞仙子说的，跑都跑得这么帅，我真幸福。

　　最后还有一点就是说，量子纠缠它是一个技术难点，你并不限于两个粒子纠缠，你可以3个粒子、5个粒子，甚至更多粒子，多少粒子都可以纠缠起来，但是你要纠缠的粒子越多，你要实现它就越困难。

　　所以每当你用到量子纠缠，都会使你这个技术变得更加困难，但是所有的量子信息技术当中有一个是可以完全不用纠缠的，就是量子密码，大家平时在媒体上看到量子通信的技术，大部分情况就是量子密码，量子密码是可以不用量子纠缠的，所以它是相对最容易实现的，所以现在我们这个量子的密码已经接近实用了，其它的离实用都还远。

　　量子计算究竟是干嘛的。量子计算的一个起源是在1981年伟大的物理学家理查德·费曼，他做了一个演讲叫做《用计算机模拟物理》，他是说一个基本点，就是我们的真实世界是量子的，不是经典的，也就是说它一定要有量子力学，那么量子力学会造成一个什么后果呢，就是你必须要用概率的语言，然后这个会造成一个重大的挑战，为什么呢？

　　因为你要用概率来描述，你会导致计算量指数增长，你看我画出他原文里面的重点，exponentially explosive ，指数就爆炸的，为什么指数爆炸？就是说当你考虑这个体系，它如果有R个坐标，那么你要描述它的概率函数，它是一个多元函数， f（x1、x2、x3……xR），那么假如你在每一个坐标上面取N个值，然后它总共会有多少组坐标？就是N^R对吧？

　　你等于织了这么一个R维度的网，每一个维度上面要取N个值，所以是N^R次方，它是一个指数函数，然后这个就非常吓人，比如说在2020年中国信息通信研究院出了这么一本白皮书，那里边说2020年全世界产生的信息量是47个ZB，ZB是什么意思？ZB是10^21字节，所以47 ZB大概就是4.7×10^22字节或者说是3.76×10^23比特。

　　我们平时现在用的一个硬盘大小,大概就是1TB，1ZB大约等于10亿个TB，所以全世界一年大概填满了470亿个硬盘，也就是平均每个人用了几个硬盘，那么你要填满47ZB的数据，假如你要描述1个量子力学的概率函数，要用多少呢，回答是只需要取8个粒子就行了。

　　三维空间取8个粒子，那么它们这个维度就是24对吧？然后在每一个维度取 N = 10，取10个点，那么这个概率函数的数据就是10^24，你看这已经超过47ZB了，你只要描述8个粒子，全世界的硬盘给你都不够用。所以最后费曼提出的办法是什么呢？就是说我们最好的做法就是去构造一个量子体系，它演化的方式跟你要模拟的体系数学上是等价的，然后你测量演化的结果就是做一个取样sampling，当然这样会有误差了，但是没关系你取的样本越多误差就越低，就跟你做一个统计学的实验是一样的，这样的话你就等于用量子力学去模拟一个真实的量子体系，你就等于去解了一个数学的方程，这就是量子计算机的基本思想。

　　所以有个动画片说我们必须要用魔法打败魔法，同样的就是我们必须要用量子来打败量子，这就是量子计算机的基本思想。

　　这个大家可以明白为什么我们现有的这些量子计算机，比方说九章，它做的东西叫做取样，它叫做玻色子取样，就是因为量子计算机天生的就是适合干这个问题。

　　【问答环节】

　　有人问 IBM和谷歌在计划建设更多的量子计算机，更多量子比特的量子计算机是吧？上千个或者百万个，目前国内有这种安排吗？回答是当然有，比如说潘建伟研究组，他们现在，目前我们一讲就是量子计算机有很多个方向，它是用不同的技术路线，有的是用光，比方说九章就是用光，有的是用超导，比方说谷歌他们那个是用超导，然后也有用其它体系的，比方说用离子阱的，那么在光这个路线上，目前最强的就是九章，它最多是做到76个光子，那是在去年发表《Science》的文章的时候，现在他们又更新了，他们现在最多做到113个光子了，所以在光子这条路线上中国是遥遥领先。

　　另外一边在超导路线上，谷歌他们在2019年宣布实现量子优越性的时候，那时候创造世界纪录的时候，他们实现了53个量子比特，然后就超越了当时最强的经典的计算机。然后今年的时候就是几个月之前，潘建伟研究组他们做了一个新的计算机，叫做“祖冲之号”，大家也都看到那个新闻了吧，“祖冲之号”是实现了62个量子比特，而且他用的体系跟谷歌是一样的，也是超导。

　　所以在超导这条技术路线上，目前最多的就是潘建伟研究组的“祖冲之号”，所以它的目标当然也是希望把量子比特变得越来越多，但是上千个或者百万个，那时候的关键就是说你要有纠错，那是下一个大台阶的挑战，就是说我们现在的量子计算机都是还不管纠错，就是说你只管去计算，还没有纠错可言。

　　纠错的技术是现在在大家非常努力发展的这个下一级的大问题。

　　第二个问题是说所有解释不了的东西都可以用量子解释吗？回答是当然不是，我们别忘了还有另外一个基础理论叫做相对论吗，量子力学能够解释很多东西，但是远远不是所有东西。比方说量子力学跟相对论怎么融合起来，我们现在就不知道，有很多人提出了很多的理论，但是都没有得到实验的验证，所以这是当前我们面临的一个大问题。

　　比方说有一大类，比方说超弦理论，就是为了希望把量子力学跟相对论融合起来，但是那个是一个纯粹的理论而已，它还远远没有得到实验验证。所以量子力学对一般人来说是很深奥，但是对于这个理论物理专业的学生来说，它是一个基础，在这之上我们没有理解的问题还很多，是的。

　　下一个问题是说量子计算机对比特币或者虚拟货币的影响，这是个非常专业的问题，回答很简单一句话，量子计算机可以破解比特币，至少现在这个比特币，按照它现有的算法这是可以破解的，因为现在比特币它那个加密算法叫做椭圆曲线密码，而量子计算机它有一大类算法，它最初的目标是破解这个，是做这个因数分解的，但是椭圆曲线密码跟那个因数分解它是属于同类型的问题，它们在数学本质上是一样的，它们相关的都是叫做离散对数问题，所以把那个算法同样拿过来，就可以破解椭圆曲线密码，所以它当然就可以破解比特币。

　　实际上在原则上任何的基于数学问题的密码，都是有可能被量子计算机破解的，量子计算机唯一破解不了的，永远都破解不了的，在原理上就破解不了的密码是什么？是量子密码，这是我们今天没有来得及说的。

　　有人问郭光灿院士的成果是吧？

　　有一个今年引起很大轰动的叫做“留光一小时”，把光留下来，把光的信息储存一小时，大家也都注意到了对吧？这说的是个啥？乍一看会让人觉得很莫名其妙，光不是在以光速运动，你怎么把它存下来是吧？它实际的意思是说你把这个光的信息转化成一个原子的信息，然后你可以把那个原子存下来，但是这个信息，它信息的强度会随着时间衰变，半衰期大概是一个小时，所以最多也就存一个小时。

　　然后你可以说那过了一小时我把它提出来，然后换一个存进去不行吗？回答是不行。量子信息它有个最大的特点就是说，对于未知的量子比特，你是没法复制它的，如果是已知的你当然可以复制，但是对于未知的量子比特，你是不能把它复制的，这叫做量子态不可克隆定理，所以过了一个小时之后你衰减了，你就只能让它继续衰减，所以这东西是不能复制的，但是在一个小时之内你就可以把它装上车，把它运到其它地方去，所以说郭光灿老师，就是他们这个成果，可以用在量子U盘上面，也就是说以前要传量子信息，只能用比方说量子隐形传态，就是传送术这种方法，现在你又多一条思路，你可以把它装在量子U盘里面，然后把它用一个经典的交通工具把它传过去。

　　然后下面一个问题，什么时候可以实现远距离人和物的传送，回答是这个遥遥无期。我们现在量子隐形传态能够传一个粒子，一般来说也就是传一个光子对吧？然后你要说要传一个人这种宏观物体，这个人你说有多大个是吧？一个人是包含10^25量级的原子是吧？所以你要传它那个难度，比传一个光子的难度，就不知道高多少倍了，所以我们不知道这个要过多少年才能看到，但我只是告诉你，在原理上这是有可能的。

　　大家对于量子信息还有兴趣的，欢迎去看我以前做的很多视频，今天很多量子计算和量子通信的具体的做法和它们的理论都没来得及讲，大家就可以就在今日头条、西瓜视频、抖音搜索我以前的视频和文章这样来看，还有我的书《量子信息简话》很快就会出来了，大家到时候去看我那个书，里面就都解释得很清楚，非常感谢大家。