第四百八十二章 五自由度量子隐态传输？

虽然林晓感觉自己被坑了，不过没有办法，现在也还不是拒绝的时候。

或者说，对于这种他其实本来就有兴趣和目的去研究的技术，他一般都是不会拒绝的。

当然所幸的是，经过了他的一番了解之后，便就得知月石司和航天局在这两项技术上，投入的研究，以及所获得的成果，都还是有不少的。

比如说在空天发动机的双模式切换技术上，已经有了一定的突破。

空天发动机最重要的一点，就是能够实现航空发动机和航天发动机之间的无缝切换，也只有这样，才能让一架飞机不仅有着在大气层中飞行的能力，同时也能够拥有在外太空中航行的能力。

不过问题是，他们现在的这套发动机切换系统，还并不完美，主要问题集中于切换的速度比较慢，特别是从航空发动机切换到航天发动机的时间需要的很久，至于从航天发动机切换到航空发动机的时间倒是都没有那么重要。

因为在从航天发动机切换到航空发动机的时候，肯定是从宇宙降落到地球的时候，而这个时候凭借着空天飞机自身的气动设计，就完全能够做到在降落的时候先借助空气浮力来进行滑翔，然后在滑翔的过程中再完成切换。

而从航空发动机切换到航天发动机的时候，则基本上是处于升空状态，这个时候的空天飞机正要从大气层突破到外太空，而在发动机进行切换的时候，空天飞机就等于完全失去了动力。

这时候，一旦切换的时间过长，空天飞机就会因为重力的缘故而导致上升的速度降低，甚至于还可能彻底失速，最后使得空天飞机开始向下掉。

而这个时候，他们的就很有可能彻底失去对空天飞机的控制，然后导致事故的发生。

所以为了避免这种结果，这一套系统仍然需要改进，从而减少切换所需要的时间。

至于另外一个量子通讯技术，其实早在很久之前，在庞伟院士的带领下，他们已经实现了从地球表面和人造卫星的长距离沟通，但是显然，这个技术还并不稳定，同时，也还不能做到在更远的距离上实现通讯。

而月石司他们那边很清楚的是，他们要实现的是地月之间的量子通讯。

不过，林晓比他们更加清楚的是，他们要实现地球到火星之间的量子通讯。

而显然，这些之间的距离，都是一种飞跃式的提升。

2022年的时候，他们实现了100公里的直接量子通信，而这是世界最长的量子信息通讯。

然而地球和月球之间的最短距离，都在36.3万千米，就更不用说地火之间的距离了，地球和火星之间最远的距离高达四亿千米，而哪怕是最近的距离也有5500万千米。

显然，他们现在能够实现的通讯距离还不够。

而至于为什么要实现量子通讯，便是为了量子通讯的无延时性。

哪怕是一束光从地球出发前往月球都有一秒多钟的延迟，就更不用说他们所使用的无线电通讯了。

他们的玉兔二号月球车是在月球背面执行任务的，而因为月球的背面永远背对着地球，所以这就导致由玉兔二号直接发出来的无线电波，是不可能被地球所接收到的。

因为无线电波显然不可能穿过月球，然后让地球表面接收到。

所以这中间就需要鹊桥号月球人造卫星来担任中继站，于是乎，中间经过了数个环节，地球想要接收到的话，最快的也需要12秒以上。

而量子通讯就不一样了，它的传输不像无线电波那样，需要以电磁波作为载体，所以也就不用担心月球会阻挡信号，而利用量子纠缠的无延迟性，也能够让他们几乎是瞬间就得到信息，让天体和天体之间的联系实现没有延迟。

而这对于他们在执行外太空行动的时候，显然有很大的帮助。

尤其是他们现在所要面临的事情。

首先林晓很清楚的就是，他们到时候一旦前往了火星，假如发生了什么危险的话，量子通讯的瞬间通讯优势就能够让他们在危险来临之际即刻的做出反应。

毕竟，一旦去了火星的话，其中存在的危险性，不管是谁都很清楚，而量子通信一旦搭建起来，无形之中也就能对这种危机感消弭许多，特别是对于未来登上火星的宇航员来说，也算得上是一种心里安慰，毕竟能够时时刻刻都和自己的家乡进行联系。

“那么，现在的问题就是，首先该研究什么技术。”

定光研究所中，林晓思考起了这个问题。

而很快，他便做出了决定。

那就是量子通讯技术。

因为相对于从来都还没有实现过成功的空天飞机来说，已经有过成功桉例的量子通讯，相对来说要稍微好研究一些。

至少他现在是这么认为的。

而空天飞机那边，要解决的问题大概率又是些什么材料问题，而现在的他，听到材料问题就能够感觉到一种无奈。

谁让这个世界所面临的所有问题中，几乎一大半都是材料问题呢。

所以那就先解决一下这个量子通讯问题吧。

至于要如何解决量子通讯问题，林晓很快就想到了一个不错的助手，庞伟。

虽然庞伟似乎并不知道月石司的事情，不过如果是研究量子通信技术的话，不管有没有加入月石司，显然也都是可以研究的。

当然，林晓也没有忘记询问一下月石司，有没有打算让庞伟也知道月碑的事情，不过月石司这边倒是拒绝了这个提议，理由是如无必要，尽量不要让太多人知道月石司。

得到这个回复，林晓倒是也没有感觉意外，所以也就没有继续多问，只能替庞伟可惜一下，不能接触到这一能够让所有科学家都大开眼界的消息了。

当然，也许这个消息在以后也会被所有人都知晓也说不定呢？

不过，这未来会发生什么，就不是他需要考虑的事情了，接下来，他只需要找上庞伟，然后邀请他一起研究量子通讯技术就行了。

于是随后，他便给庞伟打去了一个电话，而庞伟得知是要研究量子通信技术之后，自然也没有多说，一口便答应了下来，谁让他就是研究这个出身的呢。

而由于庞伟所在的量子物理和量子信息研究部在量子信息的研究设施和研究环境上都比较好，所以他们便决定就在这里开展研究，而林晓也将会在近日前往那里。

商量好了各种事情后，林晓便挂了电话，随后开始做起了前往肥市的准备。

……

几天的时间过去，量子物理和量子信息研究部。

“林首席，大驾光临，有失远迎啊。”

庞伟看到了从车上下来的林晓后，便笑着迎了上去。

而林晓也笑呵呵地说道：“庞院士啊庞院士，之前被你找去帮忙研究量子计算机，现在也该你来帮我研究研究了。”

庞伟哈哈大笑道：“这当然没问题，我这个七尺之躯，接下来就交给林首席你来使唤了，叫我做什么我就做什么，正好，自从把乾坤一号给搞出来后，我就基本上闲下来了，也算是给自己放个假。”

林晓顿时就无语了。

好家伙，你放假就放假，然后顺便就把我的事情给宣传出去了？

要不是庞伟的话，航天局的谭金日院士说不定还不会这么快就找上他呢。

最后他只能拍拍庞伟的肩膀，说道：“好，庞院士，这可是你说的啊，我记住了，你的七尺之躯——哦，严格来说，应该是你的头脑，我可是要好好用用。”

“当然没问题。”庞伟点点头，笑着道：“当然，不要像曹操那样借人脑袋一用就行。”

“不要说的那么惊悚嘛。”林晓摆摆手道。

庞伟大笑了几声，随后也不再多说，便带着林晓走进了他们的量子物理和量子信息研究部。

当然，这里林晓也来过许多次了，毕竟乾坤一号就在这边，所以他对于这边的路也算是驾轻就熟了。

就这样，三拐两拐的，他们便到了量子通讯实验室。

“这个实验室，能够和咱们全国各地的量子通讯节点进行联系，现在已经基本覆盖了全国百分八十的省会城市。”

进入了实验室后，庞伟便简单的给林晓介绍了一下这个实验室的地位。

“厉害。”林晓点点头，赞赏了一句。

这些量子节点，主要是先通过和天上的墨子号量子卫星进行联系，然后再由墨子号将信息传送给其他的量子节点。

当然，这里主要利用的就是量子通讯对信息的保密性，而不是延迟性了，因为从延迟性上来说，直接从威信发个消息过去，都要比这种方式更快。

因为量子纠缠虽然是瞬间完成的，但是解码的过程却并不是瞬间完成的，所以最终速度也就并没有地球上的网络速度快了。

“还行吧。”

而听到林晓的赞扬，庞伟只是微微一笑，随后便说道：“这种距离的量子通讯还不算什么，你想要实现月球和地球之间的量子通讯的话，难度可就是飞跃式的提升了。”

随后他又好奇地问道：“不过话说回来，林首席，你是怎么突然决定要研究这个东西的？”

林晓“幽怨”地说道：“这可就是你的功劳了，庞院士。”

随后他便把原因告诉给了庞伟。

庞伟一愣，“航天局谭金日院士听了我……”

说到一半，他便失笑起来，“这多好啊，林首席，你现在可谓是声名远扬了啊。”

林晓翻了个白眼，“现在就是量子通讯技术了，以后还要让我做什么可都不敢想了，指不定哪一天他们想要改造火星，是不是也得找我啊？”

“能者多劳嘛。”庞伟笑着拍拍林晓的肩膀，随后便又和林晓走到了实验室的里面去了。

实验室里面也有其他人，这些人就是庞伟的量子通讯研究团队了。

这些人看到林晓后，脸上都露出了激动和崇拜，纷纷喊道：“林首席好！”

“你们好。”林晓也笑着朝他们点点头。

而这时候其中的一个人又问道：“林首席，你是要带我们研究地月之间的量子通讯吗？”

林晓微微一笑，说道：“为什么只是地月，就不能是地火呢？”

“啊这……”

这些人顿时就是一愣，他们居然还要研究地球和火星之间的量子通讯吗？

这个难度，完全就是数量级别的提升啊。

毕竟一个是三四十万公里，而另外一个最低可都是5500万公里，一般的时候都是在1亿公里开外，这种难度，不可谓不大。

不过随后林晓便笑着说道：“当然，我只是告诉你们，要把我们的目标放的更长远一些，而就现在来说，咱们先就实现一下地月之间的量子通讯就好了。”

听到这，这些研究人员们这才松了一口气，然后点了点头，应道：“是！林首席！”

而这时候，庞伟也走出来笑着说道：“好了，你们啊，想想林首席过去的战绩，就算是真的要搞地火量子通讯，万一有林首席的帮助，咱们还真的搞出来了呢？”

听到庞伟的话，这些研究员们一想，似乎也是这个道理啊？

于是乎，他们看向林晓的目光都变得更加热切了。

嘿，要是真的能够实现地火之间的超远距离量子通讯的话，那他们可就厉害了。

林晓好笑地摇摇头，也不再废话，随后便说道：“好了，这些事情咱们就先不说了，我先来讲讲咱们这个课题的重点吧。”

听到林晓要说重点了，这些研究人员们便都严肃起来，看向了林晓，而包括庞伟也来到了一旁，看向林晓。

“现在咱们实现的量子通信距离十分的有限，相信原因，各位都很清楚。”

“在量子隐形传态的过程中，我们携带了量子信息的量子态会因为受到量子退相干的原因，最终导致我们的传递失效。”

“而这种量子退相干效应，在我们的地球表面上是比较强烈的，因为在地球表面上，‘观察’的效应比较强烈，所以这也就导致我们在地球表面上想要实现量子通讯很困难，需要借助卫星的帮助。”

众所周知，‘量子’是不确定的，而一被观察后，其就会坍缩，就像是我们的时间，未来是不确定的，但是当未来变成现在，人类得以观察，也就变得确定了。

只不过‘观测者’并不仅仅局限于人，任何事物，只要是可能造成对‘量子’的测量的，就会导致这种量子纠缠消失。

这也可以用来理解量子通讯的保密性，因为在量子通讯的过程中，在发出者发出讯息的时候，合法的观察者就只有接收者这一方，也就是说只有接收者这一方的‘观察’，才能得到正确的信息。

而一旦有第三方想要插入这个过程中，第三方的‘观察’就会导致其量子态发生坍缩，并且因为其不合法性，也就不能得到真实的消息，而原先的发出者和接收者也会因为量子态的变化，而察觉到有第三方尝试观测，简单来说，也就是量子通讯还有反窃听的功能。

总而言之，其他的观测，就会导致量子纠缠传输的信息不能正常传输，甚至会破坏掉这种量子纠缠态。

“所以，我们要做的就是，做出一种能够减少外界干扰的量子纠缠控制器和观测器件。”

“这样，才能让我们实现更加远距离的量子通讯。”

林晓说道。

“要如何做到？”庞伟这时候问道：“你难不成要增加更多自由度的隐形传态？”

“是的，也只有这个方法，才能让我们的量子隐形传态更加稳定，所受到的退相干效应更低。”

林晓点点头，笑着说道。

“但是你也应该知道，增加的自由度越多，实现起来也更加的困难。”

“我当然知道。”林晓点点头，说道：“我也记得2015年的时候，庞院士你带领的团队实现了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源测量器件。”

听到林晓提起这个，庞伟就笑了笑，当初他完成的这个项目，可以算是他的众多成就中，最值得称道的几个之一。

因为在1997年第一次实现了单自由度量子隐形传态之后，他的这一成就则实现了多自由度量子隐形传态，也就是说可以通过观测光子的自旋方向和轨道角动量，都可以接收到信息，这也就提高了量子通信的稳定，延长了距离。

而这项成就，也被评价为当年物理学领域十项重大突破中的榜首。

不过就在这个时候，林晓眯着眼睛说道：“但只是两个自由度的话，还不够，自由度有很多，我们需要继续突破，才能够真正实现跨星际的量子通信。”

“你难道想要实现三自由度？”庞伟看着林晓的目光，不敢相信地说道。

任何一个自由度的提升，代表的难度都再成指数倍进行扩张。

1997年完成了单自由度的量子隐形传态之后的18年，他才完成了双自由度的量子隐形传态，而且自由度越多也就越难以完成。

如果是三自由度的话，天知道难度会有多高。

然而，这个时候，林晓平静的声音想起：“不，我想实现五自由度。”

“自旋、轨道角动量、偏振、波长，以及动量。”

这下，莫说是在场的人了，但凡林晓的这个想法传出去，量子信息界恐怕都要沸腾了。

因为无疑，想要实现五自由度的量子隐态传输，对于当前的量子信息界来说，简直就相当于在可控核聚变还没有实现的时候口口相传的“永远的五十年”。

基本等同于在说不可能。

在场的人们都咽了咽口水，忽然感到一种亚历山大，刚才林晓所说的实现地火之间的量子通讯的难度，似乎和这个，难度有点差不多啊？

这要是真的实现了五自由度，他们好像还真就可以实现地火之间的量子通讯了啊？

而林晓看到这些研究员们一副如临大敌的模样，最后笑了笑，说道：“大家先别这么担心嘛，咱们先慢慢来就好了。”

“还有老庞，你刚才可是说，让我随便使唤嘛。”

庞伟无奈地摇摇头，说道：“行行行，哎，可算是让我上了你的贼船啊。”

林晓哈哈笑了起来，不然的话，怎么让你体验一下我当初的感受？

就是有些可惜啊，最初的始作俑者，等离子体所的李刚院士好像已经退休了，不然的话，他还真想什么时候找一个项目把李刚也给拉进去。

心中感慨了一声，随后他便说道：“那么，废话就不多说了，咱们先开始第一项，如何稳定地控制住这些自由度吧。”

而后，他便走到了一旁的小黑板上，找了一支笔，开始在上面写了起来。

“首先，咱们要先从量子退相干开始讨论，要如何应对量子退相干效应……”

【Ex(t)|Ey(t)∝e……】

随着林晓在黑板上写下的式子越来越多，庞伟经过了认真的思考后，最后目光也不由亮起。

似乎……

林晓其实早就有所准备了？

并不是完全想都没有想就开始干的。

想到这里，他也微微一笑，这样才是让他们所有人都信服的首席科学家啊。

随后示意了一下其他人，让他们好好的从林晓这里学习一下，而他也拿出了纸笔，开始跟着林晓的步骤思考起来。

而这个关于如何实现星球与星球之间量子通讯的课题，也就此正式开始了。

……

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