世界首次提出活體生命記憶傳送實(shí)驗(yàn)：傳送記憶已成為可能

按：本文來(lái)自知社學(xué)術(shù)圈教授巴特，公號(hào)：知社學(xué)術(shù)圈。另外，該內(nèi)容已于2016年1月發(fā)表在綜合性學(xué)術(shù)期刊《Science Bulletin》上，這是世界上首次提出活體生命記憶傳送實(shí)驗(yàn)。

就人類(lèi)目前乃至近期的能力來(lái)說(shuō)，像電影中那樣在兩地間實(shí)現(xiàn)完整物體的瞬間移動(dòng)還不太現(xiàn)實(shí)。但如果只選取其中的一部分，比如傳送生命體的記憶，還是可能實(shí)現(xiàn)的。普渡大學(xué)李統(tǒng)藏教授和清華大學(xué)尹璋琦博士提出把一個(gè)低溫冷凍保存的微生物放在一個(gè)電機(jī)械振子上來(lái)實(shí)現(xiàn)活體微生物的量子態(tài)疊加，糾纏和隱形傳態(tài)。該內(nèi)容已于2016年1月發(fā)表在綜合性學(xué)術(shù)期刊《Science Bulletin》上，這是世界上首次提出活體生命記憶傳送實(shí)驗(yàn)。

（李統(tǒng)藏教授）

來(lái)自普渡大學(xué)的李統(tǒng)藏教授以及清華大學(xué)的尹璋琦博士最近提出了一種方法，可將生命體的記憶傳送到其他位置。他們還希望借此打造出一個(gè)“薛定諤的貓”的狀態(tài)，即那只貓?jiān)诶碚撋贤瑫r(shí)存在于兩個(gè)地方。目前，他們已經(jīng)確定如何在細(xì)菌上實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，并表示掌握這一技術(shù)很可能是進(jìn)一步傳送復(fù)雜物體的關(guān)鍵。

（尹璋琦博士）

“我們計(jì)劃用一種很直接的方法將一個(gè)微生物同時(shí)置于兩個(gè)地點(diǎn)，并制定了傳送該微生物量子態(tài)的方案，” 李統(tǒng)藏教授介紹，“我希望這項(xiàng)新奇的工作可以激勵(lì)更多人去嚴(yán)肅地思考微生物量子傳送，以及未來(lái)的潛在應(yīng)用。”

這里所談到的活體微生物的記憶并不是說(shuō)關(guān)于生命或生活的記憶。它是生命存在的原子級(jí)記憶，即內(nèi)在的量子態(tài)。

此項(xiàng)工作直接關(guān)系到1935年奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤所發(fā)表的研究。當(dāng)時(shí)他提出了著名的“薛定諤的貓”理想實(shí)驗(yàn)：一只貓可以同時(shí)在多地存在不同的狀態(tài) (即“疊加”)，直到它被觀察到。也就是說(shuō)，這只貓可以在不同地方既是死的又是活的，直到有人真的觀察到它。

量子計(jì)算機(jī)的火熱正是源于這一理念。一直以來(lái)，計(jì)算機(jī)都以0和1的二進(jìn)制為根本，而量子計(jì)算機(jī)中的量子比特可以使0和1在任何時(shí)刻都具有疊加態(tài)，這將大幅提高運(yùn)算能力的量級(jí)。

李統(tǒng)藏和尹璋琦表示，如果他們將普通的支原體細(xì)菌冷卻至凍結(jié)狀態(tài)，那么這不僅可以實(shí)現(xiàn)薛定諤的貓那個(gè)理想量子疊加狀態(tài)，還可以把這一量子態(tài)傳送到其他地點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)的具體方法是將活體細(xì)菌置于電機(jī)械振子上，將兩者冷卻至深冷溫度。在這種條件下，振子可以制備到疊加態(tài)，而上面的細(xì)菌也會(huì)隨之一起進(jìn)入疊加態(tài)。

李統(tǒng)藏介紹：“我們計(jì)劃把一個(gè)很小的微生物放在直徑15微米的鋁制薄膜振子上。當(dāng)振子進(jìn)入疊加態(tài)時(shí)，微生物也會(huì)發(fā)生同樣的事情。這個(gè)原理很簡(jiǎn)單。”

他們?cè)凇禨cience Bulletin》上發(fā)表的文章里指出，把一個(gè)質(zhì)量遠(yuǎn)小于電機(jī)械振子的微生物放在振子上面不會(huì)對(duì)它的性質(zhì)和量子操控造成顯著影響。

在細(xì)菌進(jìn)入疊加態(tài)后，可通過(guò)超導(dǎo)微波電路將其內(nèi)在量子態(tài)記憶傳送給另一個(gè)活體微生物。研究組作了這樣的說(shuō)明：

“利用一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)梯度，微生物的內(nèi)部狀態(tài) (比如甘氨酸自由基的電子自旋) 可以和微生物的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)糾纏, 并被量子隱形傳態(tài)到另外一個(gè)微生物。因?yàn)槲⑸锏膬?nèi)部狀態(tài)包含信息, 這個(gè)方案能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)微生物之間信息和記憶的量子隱形傳態(tài)。”

李教授表示實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)環(huán)節(jié)將帶來(lái)更實(shí)際的效用。比如，這將能夠探測(cè)微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和DNA的缺陷，或者描繪微生物對(duì)單電子自旋的敏感性。

目前，實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)把一個(gè)直徑15微米的電機(jī)械振子的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)冷卻到量子基態(tài)，并和微波光子糾纏。盡管部分環(huán)節(jié)還處于理論階段，但正像最近美國(guó)物理學(xué)家提出借由類(lèi)似量子傳送的機(jī)制可以取回黑洞中的信息一樣，只有科學(xué)家不斷地在這條道路上探索，我們才能更進(jìn)一步地了解這個(gè)世界。

【參考文獻(xiàn)】

1、Physicists propose new method to teleport the memory of a living creature

2、Quantum superposition, entanglement, and state teleportation of a microorganism on an electromechanical oscillator

3、http://www.shdysyxx.com/jyxw/5969.html

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