量子能量隐形传态协议于 2008 年提出，但在很大程度上被忽视了。现在两个独立的实验表明它是有效的。
对于他们最新的魔术，物理学家已经完成了从稀薄空气中变出能量的量子等价物。这一壮举似乎违背了物理定律和常识。
“你不能直接从真空中提取能量，因为那里没有任何东西可以提供，”不列颠哥伦比亚大学的理论物理学家William Unruh在描述标准思维方式时说。
但 15 年前，日本东北大学的理论物理学家Masahiro Hotta提出，也许真空实际上可以被诱导放弃一些东西。
起初，许多研究人员忽视了这项工作，怀疑从真空中提取能量充其量是不可信的。然而，仔细观察的人意识到，堀田暗示的是一种截然不同的量子特技。能量不是免费的；它必须使用在遥远的地方用能量购WS@#@买的知识来解锁。从这个角度来看，Hotta 的程序看起来不像是创造，而更像是将能量从一个地方传送到另一个地方——一个奇怪但不那么令人反感的想法。
“这真是一个惊喜(xi)，”Unruh 说，他曾与 Hotta 合作但没有参与能量传送研究。“这是他发现的一个非常好的结果。”
现在，在过去的一年里，研究人员已经在两个独立的量子设备中跨越微观距离传送能量，证明了 Hotta 的理论。这项研究几乎没有让人怀疑能量隐形传态是一种真正的量子现象。
“这确实对它进行了测试，”麻省理工学院的量子物理学家Seth Lloyd说，他没有参与这项研究。“你实际上是在传送。你在抽取能量。”
第一个对量子能量隐形传态持怀疑态度的人是堀田本人。2008 年，他正在寻找一种方法来测量一种称为纠缠的特殊量子力学联系的强度，其中两个或多个物体共享一个统一的量子态，即使相距很远，它们也会以相关的方式表现。纠缠的一个决定性特征是你必须一举创造它。你不能通过独立地摆弄一个对象和另一个对象来设计相关行为，即使你打电话给另一个地方的朋友并告诉他们你做了什么。
在研究黑洞时，堀田开始怀疑量子理论中的奇异事件——负能量——可能是测量纠缠的关键。黑洞通过发射与其内部纠缠在一起的辐射而收缩，这一过程也可以被视为黑洞吞噬负能量团。Hotta 指出负能量和纠缠似乎密切相关。为了加强他的论点，他着手证明负能量——比如纠缠——不能通过在不同地点的独立行动产生。
Hotta 惊讶地发现，事实上，一个简单的事件序列可以导致量子真空变为负值——放弃它似乎没有的能量。“一开始我以为我错了，”他说，“所以我又计算了一下，我检查了我的逻辑。但我找不到任何破绽。”
麻烦源于量子真空的奇异性质，它是一种奇特的虚无，危险地接近于某种东西。不确定性原理禁止任何量子系统进入完全零能量的完全安静状态。结果，即使是真空也必须总是随着充满它的量子场的波动而噼啪作响。这些永无止境的波动使每个场都充满了一些最低限度的能量，称为零点能量。物理学家说，具有这种最小能量的系统处于基态。处于基态的系统有点像停在丹佛街头的汽车。即使它高于海平面，也不能再低了。
持续不断的真空涨落不能用来为永动机提供动力，例如，因为给定位置的涨落是完全随机的。如果你想象将一个奇特的量子电池连接到真空中，一半的波动会为设备充电，而另一半会耗尽它。
但是量子场是纠缠的——一个点的波动往往与另一个点的波动相匹配。2008 年，Hotta 发表了一篇论文，概述了两位物理学家 Alice 和 Bob 如何利用这些相关性将能量从 Bob 周围的基态中提取出来。该计划是这样的：
Bob 发现自己需要能量——他想给那个奇特的量子电池充电——但他所能获得的只是空旷的空间。幸运的是，他的朋友爱丽丝在很远的地方有一个设备齐全的物理实验室。爱丽丝在她的实验室里测量磁场，在那里注入能量并了解它的波动。这个实验使整个场脱离基态，但据 Bob 所知，他的真空仍处于最低能量状态，随机波动。
但随后爱丽丝将她关于她所在位置周围真空的发现发短信给鲍勃，实质上是告诉鲍勃何时插入电池。在 Bob 阅读她的信息后，他可以使用新发现的知识准备一个从真空中提取能量的实验——达到 Alice 注入的能量。
滑铁卢大学和周界研究所的理论物理学家Eduardo Martín-Martínez说：“如果你愿意，这些信息可以让 Bob 对波动进行计时。”他从事一项新实验。（他补充说，由于量子场的抽象性质，时间的概念比字面意思更隐喻。）
Bob 不能提取比 Alice 投入更多的能量，因此能量守恒。并且他缺乏在爱丽丝的文本到达之前提取能量的必要知识，因此没有任何效果比光传播得更快。该协议不违反任何神圣的物理原则。
然而，Hotta 的出版物遭到了批评。利用真空零点能量的机器是科幻小说的中流砥柱，而他的程序激怒了厌倦了为此类设备提出疯狂建议的物理学家。但 Hotta 确信他正在做某事，他继续发展 他的想法并在谈话中推广它。他得到了 Unruh 的进一步鼓励，Unruh 因发现另一种奇怪的真空行为而声名鹊起。
“这种东西对我来说几乎是第二天性，”安鲁说，“你可以用量子力学做一些奇怪的事情。”
Hotta 还想方设法对其进行测试。他结识了东北大学专门研究凝聚态物质的实验家 Go Yusa。他们提议在具有类似于电磁场的纠缠基态的半导体系统中进行实验。
但他们的研究却因另一种波动而一再延误。在他们的初始实验获得资助后不久，2011 年 3 月的东北地震和海啸摧毁了日本东海岸，包括东北大学。近年来，进一步的地震两次损坏了他们精密的实验室设备。今天，他们再次从头开始。
随着时间的推移，堀田的想法也在地球上地震较少的地区扎根。在 Unruh 的建议下，Hotta 于 2013 年在加拿大班夫举行的会议上发表了演讲。谈话抓住了 Martín-Martínez 的想象力。“他的思维方式与其他人不同，”马丁-马丁内斯说。“他是一个有很多非常有创意的开箱即用的想法的人。”
马丁-马丁内斯半认真地将自己定位为“时空工程师”，长期以来一直被科幻小说边缘的物理学所吸引。他梦想找到创造虫洞、曲速引擎和时间机器的物理上可行的方法。这些奇异现象中的每一个都相当于广义相对论极其适应的方程所允许的奇异时空形状。但它们也被所谓的能量条件所禁止，著名物理学家罗杰·彭罗斯和斯蒂芬·霍金在广义相对论之上施加了一些限制，以阻止该理论展现其狂野的一面。
霍金-彭罗斯戒律中最主要的一条是禁止负能量密度。但是，在听 Hotta 的介绍时，马丁-马丁内斯意识到，浸入基态以下闻起来有点像使能量变为负值。这个概念对《星际迷航》技术的粉丝来说很有趣，他一头扎进了 Hotta 的作品中。
他很快意识到能量隐形传态可以帮助解决他在量子信息领域的一些同事所面临的问题，其中包括滑铁卢的物理学家Raymond Laflamme和Laflamme 当时的学生Nayeli Rodríguez-Briones 。两人有一个更实际的目标：采用量子位，即量子计算机的构建块，并使它们尽可能冷。冷量子比特是可靠的量子比特，但该小组已经遇到了一个理论极限，超过这个极限似乎就不可能再吸出更多的热量——就像鲍勃面对一个似乎不可能从中提取能量的真空一样。
在他第一次向 Laflamme 的团队推介时，Martín-Martínez 面临着许多怀疑的问题。但当他解决他们的疑虑时，他们变得更容易接受。他们开始研究量子能量隐形传态，并在 2017 年提出了一种方法，将能量从量子比特中转移出来，使它们比任何其他已知程序都能使它们更冷。即便如此，“这都是理论，”马丁-马丁内斯说。“没有实验。”
Martín-Martínez 和 Rodríguez-Briones 以及 Laflamme 和一位实验主义者Hemant Katiyar着手改变这种状况。
他们求助于一种称为核磁共振的技术，该技术使用强大的磁场和无线电脉冲来操纵大分子中原子的量子态。该小组花了几年时间计划实验，然后在大流行期间的几个月里，Katiyar 安排在两个碳原子之间传送能量，扮演爱丽丝和鲍勃的角色。
首先，一系列精细调谐的无线电脉冲将碳原子置于特定的最低能量基态，这两个原子之间存在纠缠。系统的零点能量由 Alice、Bob 的初始组合能量以及它们之间的纠缠定义。
接下来，他们向爱丽丝和第三个原子发射单个无线电脉冲，同时对爱丽丝的位置进行测量并将信息传输到原子“文本消息”。
最后，针对 Bob 和中间原子的另一个脉冲同时将消息传输给 Bob 并在那里进行测量，从而完成能量欺诈。
他们多次重复这个过程，在每一步都进行多次测量，使他们能够在整个过程中重建三个原子的量子特性。最后，他们计算出 Bob 碳原子的能量平均下降，因此能量被提取并释放到环境中。尽管 Bob 原子总是以基态开始，但还是发生了这种情况。从开始到结束，该协议只用了不超过 37 毫秒。要不是能量从分子的一侧传播到另一侧，通常需要 20 多倍的时间——接近一整秒。爱丽丝消耗的能量使鲍勃能够解锁其他方式无法获得的能量。
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