“量子百年回眸”是光子盒新开设的栏目，旨在庆祝联合国首届国际量子年，借此机会回首量子百年发展历程，铭刻量子物理学史上那些非凡的成果与难忘的瞬间，还原改变科学进程的经典场景，透过理论公式感受智慧之光。

图：在20世纪60年代，企业号船员让“瞬移”这一概念广为人知，但直到1993年，理论学家们才提出了一种将单个量子态从一个地方传送到另一个地方的方法。  

根据海森堡不确定性原理，任何测量未知量子态的尝试都只能得到不完整的信息，所以我们无法测量该量子态然后精确地复制它。但在1993年，研究人员找到了一种方法，只要未知量子态保持未知，就可以将其从一个粒子精确地复制到另一个粒子上。这种“隐形传态”量子态的能力，对于量子计算和其他信息处理技术而言，可能是至关重要的。

位于纽约约克敦高地的IBM研究院的Charles Bennett是设计出该过程的六位共同作者之一，他表示，量子隐形传态的发现纯属偶然。在1992年的一次会议上，马萨诸塞州威廉姆斯学院的William Wootters描述了他和以色列理工学院的Asher Peres发现的一个奇特结果。他们考虑了两个相同但未知的量子态，比如一对偏振未知的光子。两人发现，与对单个粒子进行任意多次单独测量相比，观察者通过对这对光子进行一次测量，能够获得更多信息。这种对光子对的测量是在光子以某种方式相互作用之后进行的。他们提出了一个步骤，使观察者能够以最大的把握猜出光子的原始偏振态。

在会议上讨论了这一发现，并在会后通过电子邮件交流后，这六位研究人员又有了新的突破。他们设计出一种方法，让两位分别名为Alice和Bob的观察者，各自带着一个相同的粒子前往不同的地点，并且仍然能够对这对粒子进行优化测量。该方法依赖于给每位观察者一个额外的粒子。这些新粒子将被制备成一种量子力学意义上的纠缠”态，这样一来，尽管Alice和Bob在物理上是分隔开的，Alice对她的新粒子的测量仍会影响Bob对他的新粒子的测量结果。

具体步骤是，Alice对她的一对粒子——纠缠粒子和偏振未知的光子进行测量。她的测量会影响Bob的纠缠粒子的状态，同时她还会通过经典方式将测量结果发送给Bob。然后Bob利用Alice的测量结果，对他的一对粒子——纠缠粒子和他所拥有的原始未知光子态的副本进行测量。最终，他得到的信息与如果这对原始粒子在一起时他直接对其测量所能得到的信息是一样的。

Bennett说，研究团队成员们经过进一步思考，才理解了这个协议为何可行，并意识到他们发现了一些出乎意料的东西。这个过程将Bob的纠缠粒子变成了Alice的未知量子态的精确复制品。所以Bob又回到了最初的情况，即拥有两个在同一地点的相同粒子。对研究人员来说，将一个量子态的精确副本从一个地方传送到另一个地方，远比最初的问题有趣得多。Peres想把这个过程称为“telepheresis”（遥传），这是一个纯希腊语词根的词，但Bennett说服了他，认为由于科幻作家的缘故，希腊语和拉丁语混合的“teleportation”（隐形传态）这个词已经得到了认可。

量子隐形传态既需要通过纠缠粒子对传递的量子信息，也需要通过经典信道传递的经典信息，而经典信道的传输速度不会超过光速。此外，Alice的测量会破坏她原本的未知量子态，所以它并不是在不对原始粒子产生影响的情况下“复印”出来的，因为这在量子力学中是被禁止的。