李尚清

About the Film

想象一下：当你意识到自己拥有穿越时空的超能力，你第一时间会做什么？惩恶扬善、成为拯救世界的超级英雄？然而电影《心灵传输者》的开头不走寻常路——一个饱受苦难的贫困少年，在一次落入冰窟中的意外后，突然发现自己拥有了一种超能力，可以瞬间到达任何在记忆里曾出现过的地方。他想到的第一件事，不是当超级英雄，而是打劫银行！与之相对应的，世界上还有一种类似“心灵传输警察”的“游侠”，他们展开了对少年这一类不受约束的“心灵传输者”的追捕，而这样的追捕在几千年前就已经出现……影片中各种传输满世界乱窜，小到一个人，大到一辆车，都能通过“心灵传输者”的超能力无视距离，跨越空间。时空传输早已是科幻或奇幻题材的常客了，那它到底只是一个幻想，还是真能实现呢？

Real Story

纠缠态的瞬间移动

电影中描述的瞬间转移超能力，首先要解决一个问题，就是必须超越光速。而要说到超越光速，就不得不提到量子纠缠。量子态是指原子、中子、质子等粒子的状态，它可表征粒子的能量、旋转、运动、磁场以及其他的物理特性。根据量子力学理论的描述，两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能“感知”和影响对方的状态。当一个粒子出现变化，另一个粒子就会出现同样的变化。这种改变无视空间距离，其作用速度超过了光速。

当这一理论提出后，就有人提出了一个设想：如果让人或者物的粒子与宇宙另一端的粒子处于纠缠态，那么在另一端就会复制出与这边特性完全一致的人或者物，不就能实现瞬间传输了吗？

History

超越光速的物理现象

几十年来，物理学家一直在试图验证量子纠缠态是否真实，并进行了大量的实验。如2008年，瑞士日内瓦大学的物理学家Nicolas Gisin和同事将一对纠缠态光子分离，并通过两根光纤，将两者分别从校园发送到相距18千米的两个村庄。光子沿途会经过特殊设计的探测器，因此研究人员能够随时确定它们从出发点到终点的“颜色”。

实验的结果表明，两个光子的物理性质改变一致，一个变红，另一个同样变红，而且这种改变没有可探测到的时间差，这说明纠缠粒子间确实拥有一种内在的联系，而不是两者间某种信号的快速传递。

这个特点可以用在光信息传输上。如空间量子隐形传输实验，就是借助光纤等信息传输通道、探讨用“量子纠缠”来转移信息的可行性。在这种传输实验中，研究者多看重这种信息传输的安全性，因为从理论上来说，量子密钥对安全信息的加密是无法破解的。

2009年，中国的一个研究小组在北京八达岭与河北怀来之间进行了长达16千米的自由空间量子信道实验；2012年8月，中国科学家在国际上首次成功实现100千米量级的自由空间量子隐形传输和纠缠分发；2012年9月，奥地利的一次实验将量子态隐形传输的距离拉大到了143千米。

Future Science

量子的应用

目前，量子态隐形传输的对象只有光子，并没有进行其他粒子的实验。因此，瞬间传输仍然只存在于电影和小说中，你还不必担心像《心灵传播者》描写的那样，被卷入超能力大盗和警察的斗争之中。

量子传输理论对现实生活最大的影响，也许就是解决传输信号泄密的问题了。我们的手机、电脑、网络……信息社会的一切正通过光信号无时无刻不在流通着，随时随地可能被人拦截、窃听、解密。而量子传输的特质，会让通信实现完全保密，外界无法窥探。

另外，这一科技还将有助于量子计算机的研制。由于信息传递的极端高效，量子计算机可以做得极小，一个超高速的量子计算机可以放在口袋里，而装备量子计算机的人造卫星，直径可以从数米减小到数十厘米。如日本公司开发一种量子元件超高密度存储器，在1平方厘米面积的芯片上，可存储10万亿比特的信息。

如果说神话是人类童年时期的想象力结出的绚丽果实，科幻就是站在科学巨人肩膀上飞驰的梦想。量子理论就像梦想的预告，还需要科学家一步步地去验证、探索。你不妨猜一猜，什么时候能实现跨越时空的物质传输呢？