说说一个惊天骗局是怎样形成的（新版）

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爱因斯坦认为，量子力学对物理实在的描述不完备，因而该理论含有鬼魅隔空作用的意味。关于他与玻尔的争论，郭光灿院士说：“这场争论的本质在于：真实世界是遵从爱因斯坦的局域实在论，还是[遵从]玻尔的非局域性理论。”事实是，玻尔虽然坚持量子力学的完备性，但从未表示过相信有鬼魅隔空作用，也从未有过什么非局域性理论。有意思的是，现时世上居然传播着一条某些物理学家编造的特大、特时髦的谎言：当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。这种隔空影响称非定域关联，常称非定域性。谁知竟不断有圆谎实验——量子隐形传输——震惊世界。被跟进的势头曾一度高涨，不过近年明显减弱，并渐趋孤立。量子隐形传输理论的基础是这个非定域性，好在最著名的大学牛津、剑桥，哈佛、耶鲁，对量子隐形传输都无动于衷，美国《科学》杂志也不青睐量子隐形传输的文章。虽然宣扬这个非定域性的文献汗牛充栋，相关的通俗作品也不计其数，但否定或怀疑隔空影响的专家和作品也不胜枚举。著名量子物理学家格里菲斯在他的书《一致的量子理论》中写道：“非定域的影响源于逻辑错误，当后者被纠正，那些非定域性鬼东西消失。”科学屈从逻辑！与麦克斯韦齐名的赫维赛德有一句著名的遗言：“逻辑万古不朽，坚忍不屈。”还有，一个好兆头是，开始在教科书中出现反非定域性的声音。诺奖得主温伯格的新书《量子力学讲义》（2013年首版）中写道：“量子力学中纠缠的存在自然产生一个问题，在纠缠体系的一个部分上的测量是否可用于将消息发送到另一部分上，而不受有限光速设定的限制。不，不能被利用。”
 
然而意味深长的是，师徒一对，维也纳大学的泽林格组和中科大的潘建伟组还在大搞量子隐形传输。青篮相竞，于2012年八月九月在《自然》杂志上先后刊出文章“百公里自由空间通道上的量子隐形传输与纠缠分发”（下称文1）和“143公里上用主动前馈的量子隐形传输”（下称文2）。文1受到好评：“为基于卫星的量子通信、远距离的量子力学基础检验铺平了道路”，“来自于潘建伟小组的另一个英雄的实验工作”，“有望成为远距离量子通信的里程碑”。文2主持人泽林格称：“我们的实验表明，量子技术如今是如何地成熟，在实际应用中如何地有用。”他们给人的印象是，量子隐形传输技术已经成熟，下一步该是准备建覆盖全球的量子通信网络了。潘建伟透露，我国计划在2016年发射一颗量子科学实验卫星。泽林格得知这个情况后，专程来了两次，希望能参与这项工作。与此相关，潘建伟团队的成果入选2012年度“中国科学十大进展”，他个人获2012年度国际量子通信奖，还有做过同类工作的陈宇翱获欧洲物理学会2013年度菲涅尔奖。“汤森路透”组织发布的2012年度诺贝尔物理奖预测中，首列了贝内特，布拉萨德和沃特斯，因他们开创性地提出了一种量子传输协议，称该协议已经通过实验验证。这种传输很神奇，贝内特把它比作伏都教的通灵术。文1和文2似乎都是该协议的实施范例和验证。

对文1，《物理世界》网上有人评论：“我们渴望宇宙的奇迹，但像这样的文章让我们失望。...我发誓可以用6个字母的单字voodoo（通灵术）解释量子隐形传输。”日内瓦大学的尼古拉斯·吉辛是欧洲搞量子信息第二大团队的领军人，隔空鬼魅作用的铁杆支持者和最疯狂的鼓吹者，不知怎么滴，这回倒认为，潘建伟组在青海湖上的隔空传输有点欺骗，是一桩隐性诈骗。他说：“这隐性诈骗在于，同一个紫外激光器似乎在同时产生纠缠光子和隔空传送的光子，这不会发生在一个实际的系统中。还有一个关于隔空传送在什么时候实际发生的问题。当贝尔态测量——触发隔空传送过程——被爱丽丝做的时候，驶向鲍勃的光子还几乎没有离开多远。充其量几米。因此，所称隔空传送97公里是有点过分了。”难道潘建伟对贝内特等人的隔空传输理论，连起码的阅读能力都没有吗？吉辛相信他有这个能力，因此那97公里是欺骗。细查，量子力学并没有告诉我们有量子隐形传输的可能性，文1连隐性诈骗都不是。专门研究量子力学基础的中科大教授沈惠川称潘建伟懂量子力学“了了”。还有，该校一位专长光学和物理学史的资深教授认为潘搞的量子隔空传输是荒谬的。北京有一位在思考贝尔态测量问题的教授说，在这个问题上，觉得潘不诚实。福州学者梅晓春说：“量子隐形态传输”的确具有很大的欺骗性，文章写的不明不白，实验结果不明不白。许多专门搞量子力学的人都看不懂，更不要说其他不是量子力学专业的。连他们自己课题组的人都弄不懂，我曾在学术会议上问过他们研究组的人，也问其他单位搞这个东西的人，都是一问三不知。” 对此，曾有研究者说：“想要给大家都讲明白实在是一件痛苦的事。” 对于潘建伟和泽林格密锣紧鼓合谋把隐形传输上“神州”的事，有人气愤地说：“联合起来骗中国的钱？”“咱中国钱多、人傻，洋鬼子快来啊。”至今只有十分精通量子隐形传输理论的同行尼古拉斯·吉辛指出他们有故意欺骗行为。不论主观动机如何，大搞巫术科技，总是祸国殃民。

国内网上对隔空传送此类胡作非为有过猛烈的痛斥：“这也敢拿出来，你真以为人都傻了吗？”“假的，不可能”，“伪科学”，“忽悠，接着忽悠”，“刘谦的魔术”，“中国又开始出新的气功大师了”，“见鬼了吧”，“愚人节吗？”。他们像一群嚷嚷皇帝没有穿衣服的孩子，恐怕科学史上没有一篇论文有过如此的遭遇。据说：诺贝尔物理奖得主克特勒非常反感这种不触及真正物理问题的所谓时髦工作，说泽林格不懂物理，最会的就是用分束器把一束光分成两束[做贝尔态测量和制备多光子纠缠态]，又挺会搞钱，招了一大批学生给他干活。另一位得主康奈尔也表示类似的看法，绝对不支持他的学生用BEC[玻色-爱因斯坦凝聚]做量子信息。关于文2，量子光学大师、诺奖得主格鲁伯说：“起初，我试图谨慎地跟踪其发展，但开始就连在幻想什么和究竟领悟了什么都难以区分，更不用说对于居然已经实现的什么了。”据知，美国国防部早就否定量子隐形传输项目。政府在新一轮科技规划中对光量子信息项目不再支持，并从国家标准和技术研究所的量子计算组撤回资金，洛斯阿拉莫斯国家实验所也失去对量子加密研究的资助。显然的原因是花了大钱，实事一项无成，很可能在怀疑那是一个大骗局。

对于隐形传输，以往有记者去过这种工作的实验室，想看看光子到底是如何隐形传输的，好像很失望，除了看到在符合计数器上得到的一些曲线之外，没有别的。那么要问，不用符合计数器，远离的双方能否独立观察光子的态的隐形传输？当然最好是不用，但是1997年以来的历次实验表明，离开符合计数器就什么戏也没有了，它们像是魔术师的必备道具。看来，文1和文2的作者们不免有按愿望分析数据和做出想要结论的嫌疑。一般实验结果本身就是提供证据，很少需要做其它验证，而量子隐形传输实验常常还需要做某种验证，否则缺少说服力。这种传输多般用贝尔型不等式（CHSH不等式）的违反来验证。文1在5月发布的预印本中，未报道这种验证，在8月的论文中补充说：“CHSH不等式的违反经无定域性漏洞观察。”后面将指出CHSH不等式本身没有科学意义。做科学实验要准备失败，甚至是必由之路，但一再编造不反映事实真相的成果就有问题了，演示量子隐形传输的实验似乎属于这种情况。

再细看实验路线，量子隐形传输理论要求贝尔态测量作为其实现的关键步骤。这种测量需要一个被传输的态与纠缠态相乘的乘法器，还需要一个贝尔态分析器。在文1和文2中，他们用半透半反镜做乘法操作，用一些偏振分束器、光子探测器和符合计数器的联合做贝尔态分析。但是，对半透半反镜的物质结构及它与光的相互作用机制我们是非常清楚的，它是线性光学器件，顾名思义它不能用来做非线性的乘法操作，而所用的贝尔态分析也是糊弄。其乘法操作的目的是产生纠缠交换，他们是依靠非物理的（子虚乌有的）波函数坍缩产生想要的纠缠交换，如一本量子信息物理教材中讲的：“尽管两个光子之间（以及分束器中）并不存在可以令光子极化状态发生改变的相互作用，但“全同性原理的交换作用＋符合测量坍缩”还是使两个光子极化状态发生了改变——纠缠起来。”我们知道，由两个体系的态通过线性光学器件混合成的态原则上是可以分解成各子体系的态，即不可能有这种纠缠交换发生。还有，文1中报道测得光子态隔空传输的平均保真度为0.804，文2报道其平均保真度为0.863，后面要论述，光子的态根本无隔空传输的可能性，哪来的保真度，这种所谓的保真度是接收方在光束上按愿望分析实验资料得出到的结果。对贝尔态测量和隐形传输，泽林格（2000年）杜撰传输一个大活人来说事：“对辅助物和[要发送的]这个人进行联合[贝尔态]测量把他们变成一个随机的量子态，以及产生了大量随机的（但有意义的）资料——每个基元态2比特。因鬼魅隔空作用，这一测量也瞬间改变了遥远对应物的量子态[变成了那个被发送的人]。”常听说，隔空传输的科学幻想于1997年终于实现，那是一个弥天大谎。隔空传输是幻想，但不是属于科学幻想，是巫术。如果量子巫术获诺贝尔物理奖，那我们可有好戏看了：“鬼科学看好降价的诺贝尔奖鬼”（此话见于路透网）。

就数学表述的完美性和成效而言，量子力学好到无与伦比，但就物理思想而论，这个理论竟烂到不明物理实在，诠释无奇不有，纷争不已。费曼认为“无人懂量子力学”，不懂例如指不知道一个粒子到底是如何同时通过双缝发生干涉的。还有，不知道一对全同粒子到底是如何发生纠缠的。拉比在玻尔诞辰百周年纪念大会上讲：“我觉得，我们还未得要领，下一代人，他们一旦找到那个要领，就会拍拍脑袋说，他们过去怎么会想不到的呢？”量子干涉的玻尔互补原理解释和海森伯的不确定性原理解释导致他们否定微观粒子的实在性，而量子纠缠的爱因斯坦的隔空作用解释导致他本人不虔诚相信量子力学。他因坚持定域实在论而被人称为老顽固。的确，用贝尔型潜变量——粒子的位置、动量、自旋等——肯定无望建立起量子理论，这好像不仅说明实在论荒谬，而且说明量子力学意味着分离的物体间存在隔空作用，因此一个极端尖锐的问题摆在物理学家和哲学家的面前。随着进入信息时代，因渴求新的信息理论和技术，反对爱因斯坦的定域实在论思想达到了高峰。特别是，出现了根据非定域关联的量子隐形传输理论和其“实验实现”。爱因斯坦不相信存在像传心术那样的鬼魅隔空作用，薛定谔称之为巫术。科学地看，绝不可能有无需载体、无需时间、无论多远、无任何东西能够阻挡的信息传输通道。量子力学哪里告诉我们传递信息可以不用物理载体？脱离载体的信息传递是不可思议的。事实表明，即使不懂量子力学，只要不失科学精神，照样能取得辉煌成就。然而，如果不懂装懂，基于对量子力学的错误认识编造虚假实验事实，那就要引起警惕了。

几乎没有人会相信神出鬼没、超距感应的事情，这类玩意儿只见于幻想小说或电影，像《西游记》、《星舰奇航记》。惊人的是，1997年以来，在杂志上发表的有关论文中及相关的通俗读物中，都声称这样的事已经真的实现，以致期望带来一场新的技术革命。以量子隐形传输为基础的量子信息技术是一场革命还是一个骗局？下面我们来看这个“革命”或“骗局”是怎样形成的。

(1)波函数坍缩假设的谬误

波函数坍缩假设是1927年海森伯提出来的。坍缩是指，一个体系的某个观察量在被观测时，体系的波函数即刻坍缩到该观察量的本征态。如果观察量是粒子的位置，则坍缩到一个点状波包，认为它代表一个实在粒子。爱因斯坦不接受这个假设，认为不能想象一个无限扩展的平面波会在探测屏上瞬间坍缩成一个很小的波包。薛定谔杜撰一个猫思想实验用来暴露和嘲笑波函数坍缩假设的荒谬性，因这个假设意味着人眼的最后一瞥决定猫的死活。海森伯后来（在1960年）明白表示波函数坍缩不是实在的物理过程，是一种数学过程。这里存在着波函数是实体还是实体的某个方面的问题，或者，实体原本不存在，而是为观测所创造。如果实体原本存在，则不可能发生如此般的坍缩。在剑桥的一次会议上，90位物理学家有一次非正式投票，只有8位宣称它们的见解与波函数坍缩有关。加之因波函数坍缩无任何可信的实验证据，有人称之声名狼藉。我们总是相信，测量到的一定是测量前存在的，至多加上测量所引起的某种变化。科学解释因果关系，所有科学分支都服从因果律，而波函数坍缩假设违反因果律，因此许多人欢迎不含波函数坍缩的量子力学诠释，这类诠释有，玻姆的潜变量诠释，多世界诠释，一致性历史诠释和系综诠释等。泽林格等认为符合计数测量引起的波函数坍缩——“后选择”，能使前置的半透半反镜成为量子纠缠器，这是他们制备多光子纠缠态的唯一办法，因为靠晶体的非线性连产生三光子纠缠态也还希望渺茫。非物理过程怎么能产生物理过程量子纠缠呢？不论量子纠缠的真相如何，仅凭这个情况看，用半透半反镜结合符合计数测量制备多光子纠缠态是魔术，所称的各种应用都是画饼充饥。泽林格认为：“最基本的思想是，信息是量子力学的中心概念。所以，量子力学并不是关于实在的，而是关于信息的，关于知识的。”“信息在做判断时是量子化的，所以世界就表现为量子化的。”用这种唯信息论解释波函数坍缩也无意义。

为了协调量子的波动性和粒子性的冲突，乃至解决量子力学的诠释问题和测量问题，我们不得不去猜想潜在的实体和潜在的变量。可以想象，潜波作为变量天生与薛定谔的波动力学相容。已经发现，用潜波等权叠加的初包能描述一个微观粒子，以及用它的含峰片（实体）与不含峰片（准实体）的联合能解释一切量子干涉现象，这证明波函数坍缩是臆想，是多余的假设，也说明以表观坍缩代替名副其实坍缩的退相干纲领没有意义。关于退相干，阿德勒（S. L. Adler）在文章“退相干为什么解决不了测量问题”中称：“我不相信，详细的理论计算或近期的实验结果表明退相干已经解决了与量子测量理论相关的困难。”卫贝（N. Wiebe）和巴冷廷 （L. E. Ballentine）说：“我们的结论是，对解释宏观物理经典行为的出现，退相干不是必需的”。霍兰德（P. R. Holland）指出：“试图纯用波函数和密度矩阵说明量子体系的经典行为未抓住这个要点：态的经典概念，即每一瞬间的粒子位置，在逻辑上是有别于态的量子概念，前者不作为特殊情形包含在后者之中。书籍中忽视了这一点。它意味着仅根据波函数的处理，从量子力学不能获得在观念上和数学上一致的经典力学导出。”波函数坍缩假设是量子隐形传输理论的要素之一，在文1中称瞬间投影。

(2)贝尔不等式理论的谬误

亨利·斯塔普称贝尔不等式理论是“最深刻的科学发现”。贝尔不等式的建立有三个假设：1.量子力学是正确的，2.爱因斯坦的实在论或（和）定域性成立，3.观察量是潜变量（如坐标、动量、自旋角动量等）的统计平均。第3条因想当然而常被省略，这条是关键，不等式的推导完全按这一条的思路完成。量子力学公认是正确的，没有问题，而又默认“观察量是潜变量的统计平均”，因此，贝尔型不等式的实验检验违反，就被认为无疑证明了实在论和定域性至少有一个不成立。这个结论的合理性似乎无可怀疑，近半个世纪以来在物理学界和哲学界获得广泛的认同。然而我们很清楚，微观粒子的行为与经典质点的行为大不相同，“观察量是潜变量的统计平均”这个假设未摆脱经典质点行为的意味，这至少说明这个假设是值得怀疑的，因而贝尔不等式的合理性值得怀疑。常听说阿斯佩克特等的实验证明了非定域性，这个说法也有问题。现在，我们在这里列出一部分量子物理专家对贝尔不等式的批评：
(1)洛察克（G. Lochak）：“依我之见，贝尔不等式的实验违反无关于所谓的“非定域性”或“非分离性”。这违反只不过表明量子几率不是经典几率！”
(2)德拜锐（W. De Baere）等：“首先，必须认为量子数学体系本身是完全定域的，意即在一个地方的测量结果统计不依赖于远处另外的同时作用。并且，在所有现时有趣的量子场论中，对类空间隔(x-y的平方)，观察量的对易子 [A(x),B(y)]等于零，这保证定域性。”
(3)佩雷斯（A. Peres）等：“贝尔定理并不意味着量子力学本身存在任何非定域性。特别是，相对论量子场论明显是定域的。简单而显然的事实是，信息必须被量子化或不量子化的物质携带。因此量子测量不允许任何信息传送快于实验中发射的粒子格林函数中出现的特征速度。”
(4)阿德尼尔（G. Adenier）：“虽然证明贝尔不等式违反的实验愈来愈准确和无漏洞，必须强调，不管如何地准确和接近理想，它们能证明的不外乎量子力学的有效性，而不是那定理的有效性。”
(5)贝尼（G. Bene）：“然而，我们坚持认为这样的结论[分离体系能够互相影响]在物理上不能被接受。定域性原理（或爱因斯坦分离性）在所有物理学分支中，甚至在量子物理中，包括最深奥的量子场论，我们已经用得很好。颇难相信它只在测量情形中失效。毕竟，测量只是两个物理体系间的作用，其一是原子组成的宏观测量器件，对它的结构和作用我们从量子力学有相当好的了解。无留给神秘非定域影响的余地。”
(6)阿卡笛（L. Accardi）等：“我们证明定域条件与贝尔不等式不相关。我们检查认为贝尔不等式的实际起源是经典（柯尔莫戈洛夫）几率理论可应用于量子力学的假设。”
(7)散托斯（E. Santos）：“实际上至今被实验上违反的所有不等式都不是单独从实在论和定域性条件推导出的真正贝尔不等式，而是要求辅助假设推导出的不等式。颇为显然，这种不等式的违反不能驳倒整个定域潜变量理论家族，而只是有限的家族，即满足辅助条件的那一些。”“依我之见，错误信仰[定域潜变量理论已在实验上被驳倒]影响的扩大是二十世纪物理史上最大的忽悠（delusions）之一。”
(8)格里菲思（R. B. Griffiths）：“非定域的影响源于逻辑错误，当后者被纠正，那些非定域性鬼东西消失。”
(9)温伯格（S. Weinberg）：“量子力学中纠缠的存在自然产生一个问题，在纠缠体系的一个部分上的测量是否可用于将消息发送到另一部分上，而不受有限光速设置的限制。不，不能被利用。”
批评贝尔不等式者远不止这些。文1和文2的作者好像对这些批评不闻不问。

非定域性观点已成时尚，量子物理专家都在谈论非定域性，多数称贝尔不等式理论和阿斯佩克特等的实验已证明量子非定域性的存在。殊不知这是以讹传讹。实情是这样的，阿斯佩克特等把贝尔型不等式（CHSH不等式）用在光子上，对一种特定的实验安排，由不等式预言的结果为小于等于2。另一方面，对同样的安排，量子力学预言结果为严格等于2乘根号2（=2.828）。他们的实验结果为2.697(误差0.015)，与量子力学的预言相符，而比CHSH不等式的预言结果大得多。他们于是做出结论：爱因斯坦的定域实在论思想是错误的，非定域性（鬼魅隔空作用）确实存在。至此，我们可以有一个简单的想法，既然实验结果符合量子力学，而又有充分理由相信量子力学本身是正确的，那么从这实验结果，可以直接了当断定贝尔的理论是错误的。一个物理不等式扯上哲学的定域实在论是节外生枝。值得注意的是，阿斯佩克特在2007年《自然》上发表的文章“量子力学：是定域的，还是非定域的”中承认，否定定域性不是他们的实验的逻辑结论，不过他还是“倾向”认为量子力学是非定域的，宣告爱因斯坦的定域实在论思想的丧钟已敲响。好一个“倾向”！ 理不直，气还壮。冯诺依曼在他1932年的书中给出了潜变量不可能性的首个“证明”，并声称：“应当指出，我们无需进一步去研究“潜参数”的机制，因为我们现在知道量子力学确立的结果从未能借助它推导出来。”贝尔反对他的证明说：“然而冯诺依曼的证明，如果真的去抓住它，会在你手中瓦解！一无所有，不但搞错了，而且很愚蠢！”鉴于已经发现以潜波为变量的量子理论能重复量子力学的一切预言，现在我们是否能用同样的话去批评贝尔的定域潜变量不可能性的证明？阿斯佩克特号召借非定域性这种神秘力量掀起“第二次量子革命”，不幸，至今实事一无所成。贝尔的理论被捧成教条和否定爱因斯坦的定域实在论思想实为科学史上最愚蠢之举。

(3)对量子纠缠认识的谬误

量子纠缠被认为是物理学中的最大奥秘。量子纠缠态在数学上定义为：“如果一个粒子复合体系的量子态无法分解为各子体系量子态之张量积，这个态称为纠缠态。”量子纠缠在物理上通常理解和描述为隔空瞬时影响，认为它的存在已被贝尔型不等式的检验所证明。最早发现量子纠缠的是狄拉克（1926年），不是爱因斯坦（1935年）。量子纠缠是确实存在的现象，最好的纠缠态例子是氦原子中的单态2sS_0和三重态2sS_1。氦中的两个电子（1和2）有四个状态（(A1),A(2),B(1),B(2)），它们形成两个轨道纠缠态（A(1)B(2)+A(2)B(1),A(1)B(2)-A(2)B(1)），态交换引起的附加能量称交换能。近年已经能用激光把氦原子中的两个2s电子的交换能测得非常精确，而且与精确的理论计算结果很好符合。无论在这理论还是实验中都无隔空影响的意味。在氘分子中有类似的情形，当两个氘核远离时，保持着曾作用时留下的纠缠印记，而无隔空影响可言。对量子纠缠找不到可类比的事实，只有一些能表达逻辑关系的隐喻。元朝管道升写给夫君的词——你侬我侬，忒煞多情。情多处，热似火。把一块泥，捻一个你，塑一个我。将咱们两个一齐打破。用水调和。再捏一个你，再塑一个我。我泥中有你，你泥中有我。与你生同一个衾，死同一个椁。——可以隐喻量子纠缠中的交换真相。还可以打个比方，两位干部担任了四个职务：东乡的书记兼了西乡的乡长，西乡的书记兼了东乡的乡长，那末，东乡的书记感冒，西乡的乡长不免要咳嗽了，无论两个乡相距多远。这个情况可以隐喻量子纠缠中二者联动的真相，联动完全发生在同时同地。事实上，已经发现不仅用初包的含峰片（实体）与不含峰片（准实体）的联合能解释一切量子干涉现象，还进而发现，两个初包的不含峰片的交换并融合能解释一切量子纠缠现象，因此，无需再担心量子纠缠中有幽灵作怪，也不用再担心量子力学与相对论冲突。把量子纠缠理解为隔空瞬时影响已造就那条科学谎言：“当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。”对量子纠缠的此种理解已导致一系列错误，以量子隐形传输理论最为荒唐。谁知竟不断有圆谎实验震惊世界，而且越来越疯狂，文1和文2即是典型。对这种子虚乌有的隔空瞬时影响（非定域性），著名瑞士物理学家尼古拉·吉辛夸口：“未来的科学史家将把我们的时代描绘为非定域性伟大发现的新纪元。”

(4)量子不可克隆定理的谬误

1982年沃特斯和祖瑞克发表了题为“单量子不能被克隆”的论文，他们证明这种克隆与量子力学的叠加原理不一致。既然单量子无法被克隆，所以量子密码原则上可以提供不可窃听、不可破译的保密通信系统。然而我们知道，激光器的类型何其多，因为光是容易被放大，即光子容易被克隆。光学专家都很清楚，激光器发射出处于一种或一些特定模式的光子，但是媒质的光放大作用，原则上无模式限制，只受能级匹配等物理条件影响。沃特斯和祖瑞克说：“因为没有预先的知识，我们不可能选择正好合适的拷贝体来做这件事。”其实，无需去特意选择，只要条件准备充分，可让其自动选择。做过气体激光器的（包括笔者）都知道，在气体媒质中，光子的增益不依赖偏振方向，故只要准备充分条件，对任意方向偏振的光子原则上都能克隆。再说，量子力学是线性理论，然而实际量子过程（像制备或测量过程）都不是线性的，即不能原则上从量子态的线性推论某个非线性过程一定不可能发生。他们做出的结论——除水平和垂直偏振的之外，对任意偏振的单光子的克隆是不可能的——也是自相矛盾的，因为，例如对各向同性的光放大媒质，从旋转对称性考虑，如果能克隆水平偏振的光子，那么偏振旋转任意角度的光子照样能克隆，反之，如果任意态不能克隆，转到水平方向也不例外。祖瑞克强调只是“未知的”量子态克隆被禁止，因为对已知的量子态，能够简单地一模一样制备（拷贝）。然而，能否克隆取决于客观法则，它不依赖于我们对被克隆态的未知还是已知，一般科学家都不能容忍主观意识左右物理规律。因此，未知量子态不可克隆定理出自对量子态叠加原理的误解和误用，是一个伪定理。这种克隆并不违背量子力学的基本原理，事实上连羊都可以被克隆，因而由这伪定理做出的结论“量子加密能保证万无一失”是一句假大空话。在量子密码派与现代密码派的博弈中，这句话是前者对付后者的利剑。这个伪定理还有更严重的后果，没有它就不会有量子隐形传输理论。

(5)量子隐形传输理论的谬误

1993年贝内特等6人发表一篇论文，题目为“经过经典的和EPR的双重通道隐形传输一个未知量子态”。他们根据纠缠量子的所谓非定域关联、波函数的坍缩假设和未知量子态的不可克隆定理提出了量子隐形传输理论，即集上述系列谬误之大成。打个比喻，北京要派孙悟空（比作一个光子）立刻去深圳任动物园园长，巧遇特大台风和洪水，一切交通中断。幸好两地都有隔空传物专家以及有双胞胎猴子（比作一对纠缠光子）可以帮助解决问题。这对猴子，一只在北京，另一只在深圳，都持有同胞的全息像（比作与对方交换的部分）。现在北京的隔空传物专家按程序首先要做的是，把悟空-猴子联合体按特定方式拆分，用数学语言，即把描述悟空的态矢量与这对猴子的纠缠态张量的“张量乘积”投影到描述四只八卦炉的各个态张量上。四只炉子是四对双胞胎猴子的化身，代表悟空与猴子的四种不同基本纠缠方式，专干对悟空进行脱胎换骨的勾当。贝内特等人的理论表明，在2号炉上的投影正好是同胞的全息像，而在1号上的变了，右侧各器官都扭转了180度，在4号上左右反了，而在3号上的，不仅左右反了，右侧各器官还都扭转了180度。这时深圳的猴子当园长要等悟空在北京被销毁，因为克隆是“被禁止”的。按理论，他进哪一只炉子（坍缩到那个态张量上）是随机的，几率各占四分之一。这回悟空如果随机闯进的是2号炉，专家笃信，他包含的全部信息刚好原样转移到深圳那只猴子身上。一当用手机告知是2号，深圳猴子就被“核实”是地道的孙悟空了。如果不是2号，也很简单，只要按告知的炉号，依照相应的“线性变换”做一下外科修复就行。听起来像煞有介事，然而悟空窃喜，专家们把俺的信息就地替换深圳猴子全息像中的信息，当作信息在量子信道上的远距离隔空传送了。量子态的隐形传输理论在数学上是严格的，无可挑剔，但是，我们要严防被数学形式所迷惑，重要的是看数学所表达的物理实质。不难发现，这个理论在物理上混淆了虚实、颠倒了远近，纯属数学游戏。科学史上没有一个理论比这更荒唐。量子物理学家可能都知道，要用量子态编码隐形传输“您好”这样一个简单信息也无望成功，那不是因为“您好”不是一个“未知”的信息，而是根本不存在隐形传输的可能性。事实上，凭借量子隐形传输至今实事一项无成，不是因为技术上的困难，而是原则上无可能性。隐形传输信息无异于传心术，这个理论已导致科学与巫术的联姻，不折不扣属于伪科学。一般而言，巫术科学起自愚蠢，恐怕很有可能因利益诱惑走向欺诈。

(6)一个惊天骗局形成

一般而言，理论探讨中发生谬误是科学发展必由之路，是宝贵的经历。而基础研究的实验不仅是为了证明理论的预言，更重要的意义是去纠正理论中的错误。不过，实验工作者多般热心于前者，期望获得正面结论，在特重功利的当代，更是如此。1997年泽林格的研究组在《自然》杂志上发表一篇论文“实验的量子隐形传输”，被认为是里程碑式的成就。实现隐形传输无疑是破天荒的，如果是真的话。此后，出现了一种说法：“量子隐形传态可用于大容量、原则上不可破译（万无一失）的保密通信，也是量子计算的基础。”这个魅力无限的梦想前景吸引了不少量子世界的拓荒者和投资者。大容量通信，量子加密和量子计算的各种“突破性成果”随之接踵而来。更耐人寻味的是，泽林格预言：“也许一千年后真的能够隔空传送一只咖啡杯。”潘建伟说：“为什么我们不可以大胆一些，不可以想象：由各种各样分子组成的人，也可以在瞬间，带着他所有的记忆，带着他的品质，带着他的痛苦和欢乐，甚至包括感冒，传输到遥远的地方？”诺贝尔物理奖得主约瑟夫森2001年在一篇短文中写道：“量子理论与信息和计算理论现在已被富有成效地结合起来。这些发展可以导致对像传心术等过程的解释，传心术是不列颠的研究前沿领域，这些过程在传统科学中还是不能理解的。” 最乐观的是，2006年美国《福布斯》杂志曾对20年后新职业预测中有隔空传物专家一项，写道：“想象走到街区尽头的隔空传物站，拆毁身体，接着就在上班处出现。汽车不会有了，汽车修理工不需要了，加油站服务员不需要了，基于隔空传物器的全新经济可能发展起来。”我们已经看到一副科学与巫术联姻的景象，包括最近震撼世界的文1和文2，一个惊天骗局已经形成，它不仅愚弄了无数的外行人，还迷倒了无数的内行人。

现在根据以上的讨论，对文1和文2以及以往的同类论文要给予负面的评论，意见是，此类工作依据的理论、实验路线和做出的结论都是错误的，宣称隐形传输技术已经成熟和为建覆盖全球的量子通信网络奠定基础，是一个弥天大谎。荒唐的量子隐形传输理论及其巫术性实验演示危害极大，至少有四：
(1)浪费国家的物质和人力资源。已经浪费巨大，还有扩大之势，阻止这种浪费是当务之急。建议对我国863计划中、973计划中以及十二五规划中有关量子隐形传输的项目和课题重新进行审议，该停的就停。特别是，不要投入几亿甚至几十亿元去搞量子隐形传输通信工程（包括上飞船），那绝对是祸国殃民的事。办这类蠢事可能比腐败的危害更大。
(2)在学校里误人子弟，在社会上误导公众。量子隐形传输理论及其实验演示已见于教科书和许多通俗读物，贻害不浅。呼吁教科书的作者和科普作家严肃、谨慎从事，不要把太不可靠的知识灌输给学生和公众。
(3)危害科学和文化。科学与巫术联姻会把科学发展引向歧途，乃至侵害我们的思想和文化。事实上已把量子信息科技的发展引向错误方向，也已有被邪教利用的情况，其危害不可小觑。
(4)骗局影响的扩大要靠炒作和忽悠，其竭力的炒作和天花乱坠的忽悠不仅污染学术环境，还败坏了学术风气。

看来，现在是揭穿这个惊天骗局的时候了！望受其影响者，及早走出迷途，加入反“巫术科学”的行列。

（王国文，北京大学物理学院，2013年5月1日）

【附录1】中科院量子科技先导专项取得阶段性重要突破
我科学家实现百公里量级自由空间量子隐形传态与纠缠分发
 
最近，联合研究团队在青海湖首次实现了基于四光子纠缠的97公里的自由空间量子态隐形传输，并首次实现了百公里的双向纠缠分发和Bell不等式检验[Nature 488, 185 (2012)]。该实验证明，无论是从高损耗的地面指向卫星的上行通道链路，或是从卫星指向两个地面站的双通道下行链路，实现量子态隐形传输和量子纠缠分发都是可行的，这为基于卫星的广域量子通信和大尺度的量子力学基础原理检验的实现奠定了坚实的基础。

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟院士及其同事彭承志、陈宇翱等，与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成的联合研究团队，在国际上首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，通过地基实验坚实地证明了实现基于卫星的全球量子通信网络的可行性，该研究成果于8月9日以封面标题的形式发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上。
 
在任意距离间传输未知量子态是实现远距离量子通信和分布式量子网络必不可少的环节，它可以通过远距离量子态隐形传输和纠缠分发来实现。目前，量子态隐形传输和纠缠分发已经在中等距离的光纤得到了实现，但是巨大的光子损耗和消相干效应使得要在光纤中实现更远距离的量子传输必须引入量子中继器，而量子中继器的实用化在实验上还是一个很大的挑战。自由空间信道由于损耗小，比光纤通信更具可行性，结合卫星的帮助，将有可能在全球尺度上实现超远距离的量子通信和量子力学基础检验。
 
2005年，潘建伟小组在国际上首次实现了距离大于垂直大气层等效厚度的自由空间双向纠缠分发。此后，在中科院知识创新工程重大项目“远距离量子通信实验研究”、“空间尺度量子实验关键技术与验证”和中科院量子战略性先导科技专项的持续支持下，潘建伟小组对自由空间量子实验关键技术进行了大量的研究。2010年，该小组在国际上首次实现了16公里自由空间量子态隐形传输。从2010年开始，中科院联合研究团队在青海湖地区建立实验基地，开展验证星地自由空间量子通信可行性的地基实验研究，从多个方面进行攻关，旨在突破基于卫星平台自由空间量子通信的关键技术瓶颈。
 
经过近十年的艰苦努力，在中科院、科技部、基金委等的大力支持下，潘建伟小组为实现大尺度量子信息处理发展了若干关键量子技术。该小组发展的超高亮度量子纠缠源技术自2004年开始一直处于国际领先水平，目前的亮度比十年前提高了500倍。该小组还发展了一套高精度的时间同步技术，在百公里量级时间同步精度达到1纳秒。与此同时，中科院联合研究团队发展了一套高频率、高精度的瞄准、捕获和跟踪技术和装置，确保了百公里量子信道的衰减稳定在一个可以进行实验的范围内，这是世界上首次将高频率高精度的跟瞄技术应用到量子通信的实验中，该技术可以用来跟踪移动目标，将来可以直接利用到卫星的跟瞄上。
 
利用所发展的若干核心量子技术，今年潘建伟小组在大尺度量子信息处理方面取得了系列重要进展：在基于超高亮度纠缠源技术的基础上，他们在国际上首次实现了八光子纠缠，论文发表在《自然》杂志的子刊《自然·光子学》上 [Nature Photonics 6, 225 (2012)]，欧美多家知名科技媒体，包括欧洲物理学会、美国麻省理工学院技术评论、美国物理学家组织、大众科学、英国ZDNet网站等分别对其进行了专题报道。随后，他们利用八光子纠缠，在国际上首次实验实现了拓扑量子纠错，取得了可扩展容错性量子计算领域的重大突破，论文发表在《自然》杂志上[Nature 482, 489 (2012)]，《自然》杂志的几位审稿人给予了热情洋溢的高度评价，称之为“非常重要的原理性实验，一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验”，“实验的完成是完美而极具挑战性的”，“对拓扑纠错这一当前量子信息处理最引人注目的范例中关键一环的实验验证”。为此，《自然》专门邀请著名量子光学专家James Franson教授在“新闻视角”栏目撰文对这个工作进行了介绍。随后，工作受到了欧洲物理学会的《物理世界》等许多科学媒体的关注。同时，潘建伟小组还在量子中继器的实用化研究上取得了突破，他们成功实现了长寿命、高读出效率的量子存储，该成果为目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果，朝着最终实现实用化的量子中继器迈进了重要一步，论文发表在《自然》杂志的子刊《自然·物理》上 [Nature Physics 8, 517 (2012)]。
 
在上述系统技术的长期发展和积累的基础上，中科院联合研究团队2011年10月在青海湖首次成功地实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发，该实验研究成果发表在8月9日出版的《自然》杂志上[Nature 488, 185 (2012)]。该实验证明，无论是从高损耗的地面指向卫星的上行通道链路，或是从卫星指向两个地面站的双通道下行链路，实现量子态隐形传输和量子纠缠分发都是可行的，这为基于卫星的广域量子通信和大尺度的量子力学基础原理检验的实现奠定了坚实的基础。
 
该研究部分成果的预印本于今年5月在美国学术网站arXiv.org公开后，立即引起了学术界的广泛关注。欧洲物理学会新闻网站以“物理学家宣布新的量子态隐形传输记录”为题进行了特别报道。美国《科学新闻》杂志更以“量子隐形传输的巨大飞跃”为题进行了专题报道，文中写道“研究进展使得基于卫星覆盖全球的、实用化的远距离量子通信网络更为接近现实”，“为基于卫星的量子通信、远距离的量子力学基本检验铺平了道路”。英国《新科学家》杂志以“隐形传输记录触发全球保密量子网络”为题进行了报导。《自然》杂志几位审稿人对该成果给予了高度评价，称之为“来自于潘建伟小组的另一个英雄的实验工作”，“有望成为远距离量子通信的里程碑”。《自然》杂志还在该论文发表前向各大科学新闻媒体发布了题为“通向全球化量子网络”的新闻稿，并同时在《自然》杂志的当期封面上发布“量子隐形传态跨越了百公里鸿沟”的封面标题。

（微尺度物质科学国家实验室、科技处）