量子通訊和量子計(jì)算機(jī)是基于什么原理？是科學(xué)突破還是驚天騙局？量子通信和量子計(jì)算是基于量子力學(xué)原理的。量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)最重要的理論基礎(chǔ)。沒(méi)有相對(duì)論，相對(duì)論只能排在第二位。量子力學(xué)誕生于20世紀(jì)20年

量子通訊和量子計(jì)算機(jī)是基于什么原理？是科學(xué)突破還是驚天騙局？

量子通信和量子計(jì)算是基于量子力學(xué)原理的。量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)最重要的理論基礎(chǔ)。沒(méi)有相對(duì)論，相對(duì)論只能排在第二位。量子力學(xué)誕生于20世紀(jì)20年代，歷經(jīng)近百年的發(fā)展，深刻影響了人類文明的進(jìn)程。它除了徹底改變了物理學(xué)之外，還在技術(shù)上滲透到了人類生活的方方面面。半導(dǎo)體集成電路、激光器、磁存儲(chǔ)介質(zhì)等，是在量子力學(xué)理論基礎(chǔ)上發(fā)明的，是信息革命的源頭，是當(dāng)今計(jì)算機(jī)、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)得以應(yīng)用的根本原因。

如果量子力學(xué)在第一次信息革命中的角色仍然是幕后的大老板，那么量子通信和量子計(jì)算機(jī)就相當(dāng)于把這個(gè)老板帶到了前臺(tái)，開(kāi)啟了第二次信息革命。網(wǎng)上有一群人說(shuō)“駭人聽(tīng)聞的騙局”，其實(shí)是因?yàn)閷?duì)現(xiàn)代物理學(xué)的無(wú)知。沒(méi)有常識(shí)的人太多了。正如有些人仍然認(rèn)為阿波羅登月是一種欺騙一樣，也有人認(rèn)為生物進(jìn)化是一種欺騙。更有甚者，一群人認(rèn)為地球既是一個(gè)騙局，也是一個(gè)騙局。他們創(chuàng)造了一個(gè)奇妙的“地球理論學(xué)會(huì)”。

最后，我們回答了量子通信中的量子密鑰問(wèn)題。請(qǐng)記住，目前實(shí)用的量子通信，即量子密鑰分配，并沒(méi)有使用量子糾纏，而是使用單光子的傳輸和測(cè)量方案，即著名的BB84協(xié)議，它是由美國(guó)物理學(xué)家Bennett和加拿大密碼學(xué)家brassard在1984年提出的。當(dāng)然，糾纏本身也可以用來(lái)傳遞密鑰，即E91協(xié)議，但效率遠(yuǎn)低于BB84協(xié)議，不實(shí)用。這里，密鑰是通過(guò)測(cè)量打破糾纏的時(shí)刻來(lái)生成的。如果量子糾纏系統(tǒng)中存在外部相互作用，那么它就有一定的被破壞的可能性。如果它被摧毀了，它就需要被遺棄。它不用于傳輸密鑰，而僅用于那些未被銷毀的密鑰。這也是限制E91協(xié)議效率的一個(gè)重要原因。未來(lái)量子糾纏的真正用途是傳輸量子比特，以便在量子計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信。它還需要掌握重接觸糾纏傳輸量子比特的過(guò)程。

為什么腦科學(xué)家不先從低等動(dòng)物入手研究原理和模擬大腦，探求意識(shí)的來(lái)源，而是直接研究和模擬最高級(jí)的人腦呢？

這個(gè)問(wèn)題包括很多小問(wèn)題，關(guān)鍵點(diǎn)如下：

（1）科學(xué)家并不是試圖模擬低等動(dòng)物的大腦，比如著名的“開(kāi)放蠕蟲(chóng)”項(xiàng)目。本項(xiàng)目的最終目標(biāo)是從細(xì)胞水平上完全模擬秀麗隱桿線蟲(chóng)在計(jì)算機(jī)上的行為，這也是國(guó)際著名的開(kāi)放科學(xué)項(xiàng)目。該項(xiàng)目的第一階段是建立一個(gè)由302個(gè)神經(jīng)元和95個(gè)肌肉細(xì)胞組成的模型來(lái)模擬蠕蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)。如果你感興趣，你也可以參加這個(gè)項(xiàng)目：http://www.openworm.org/

（2）此外，應(yīng)注意，小型系統(tǒng)不一定比大型系統(tǒng)簡(jiǎn)單。當(dāng)一個(gè)容器中含有大量的氣體分子時(shí)，我們可以很容易地用壓力、溫度等物理量來(lái)描述罐內(nèi)氣體；當(dāng)一個(gè)容器中只有少量的氣體分子時(shí)，我們根本無(wú)法預(yù)測(cè)這些氣體分子的運(yùn)動(dòng)。一個(gè)小的系統(tǒng)意味著一個(gè)大的偏差，而一個(gè)大的系統(tǒng)包含許多相互抵消的元素，它的一些基本運(yùn)動(dòng)模式往往更加穩(wěn)定和簡(jiǎn)單。

（3）意識(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的概念，但并不意味著沒(méi)有意識(shí)的定義。例如，根據(jù)綜合信息理論，我們可以把一切事物都看作是有意識(shí)的（或智能的），但“意識(shí)”的程度是不同的，綜合信息是衡量“意識(shí)”水平的一種尺度。信息的度量可以用“信息熵”來(lái)表示。因此，如果要對(duì)“集成”進(jìn)行定量描述，可以考慮比較“集成前”和“集成后”兩種情況下系統(tǒng)的信息熵。這種比較是用“整合信息理論”的奠基人之一托托尼來(lái)做的，換句話說(shuō)：“整合是一個(gè)系統(tǒng)，其機(jī)制遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了每個(gè)部分獨(dú)立產(chǎn)生的信息量之和。（4） 人工智能和生物智能沒(méi)有關(guān)系。鳥(niǎo)類的飛行與飛機(jī)的飛行也有本質(zhì)的不同（很明顯，飛機(jī)不拍打翅膀）。計(jì)算機(jī)有許多人類所不具備的能力（如存儲(chǔ)和計(jì)算能力）。我們?cè)O(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的人工智能算法，盡量利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，不是更合適嗎？