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转载一篇关于量子纠缠和潘建伟工作的文章

已有 5655 次阅读 2016-1-25 12:22 |个人分类:科研|系统分类:博客资讯|文章来源:转载

转载一篇关于量子纠缠和潘建伟工作的文章

原标题是:说说北大王国文对潘建伟工作的评论--兼谈量子力学的定域性问题

请大家注意,原文载于新语丝网站,时间是8年前的 2008-01-27。

转载这篇文章,不代表我同意原作者对王国文和潘建伟个人的评价,以及他对北大和北大物理学院的评价,我感兴趣的是其中关于量子力学定域性的观点。

下面是原作者 Polik 的全文,间接转载自新浪博客,http://blog.sina.com.cn/s/blog_50700494010084bp.html

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  1. 引子  
  首先,王国文的文章根本是垃圾。要是一般人写的,权且当作民科难抑寂寞
发泄一番,大可一笑了之。他的文章没人理睬,可能也是出于这个原因吧。由于
署名北京大学物理学院,并非冒名,在网络上转载还颇热闹,polik就觉得有点
过意不去。诚然,北大水平与王国文属于同一级别,并无必要为捍卫北大声誉浪
费时间,北大的声誉是否大于零,本人及同道一向强烈持疑。但为公众能得到正
确的科普起见,花点时间点批一下,免得有人说学术界的人普遍缺德,见妖言惑
众而不喝止。何况这是他第二次拿这种东西来占新语丝的版面争读者眼球了。对
这种abuse自由媒体和开明版主的人发慈悲就是对老实百姓的残忍。

  更不是替潘建伟来抱不平。潘近年在国际上,而不只是国内,出了一些风头,
实惠虚名都赚了不少,除不值得同情以外,其知名度和公众人物身份使得他有接
受公众质问的义务。其次,他的东西并非如他自己/他前老板/国际物理通讯兵们
所吹的那样美好和神奇。加之潘本人大话不停,牛皮甚多,发烧友一堆,此时忠
告一下对他本人及其团队,刚入道的研究生,还有那些非替老百姓管钱不可的官
僚都有好处。但王国文这种不伦不类的文章一不符合学术界惯例(你有好的观点,
有数不清的杂志欢迎你投稿,潘在Physical Review Letters上发文章,你有异
见,PRL绝对欢迎你comment!),二是根本不着边际,徒然给人故意搅局或当托
儿的联想,增加某些专业人员对潘和前老板及其好友们的工作的进一步追捧。

  2. 王国文的文章为何是垃圾?

  一个真正有创意的观点,写成一篇正式学术文章以后,一般都会舍不得投IF
不够高的杂志,更不会轻易送到科普媒体上去"发表"。可以想像,王其实明白自
己的东西是个笑料。当然,王可能不食人间烟火,跟隐士Perelman一样,不发杂
志文章。所以,在这里权且抬举抬举他,把他的文章当成正式工作comment一下。

  王文的第一个批评,也是其主旨,就是质疑三光子纠缠态是否真的纠缠态。
理由是那些光子的态是"事后诸葛"式的重建的。这样的作法根本不是潘的原创,
至少已有10几年的历史了。虽然最初有些人对这种方法强烈反对,但对它的质疑
已经遭到了彻底的回驳。此事已经尘埃落定,绝非王文所称的"未见有人能讲清
楚它的物理机制"。Science 杂志还曾专门请人写了篇高级科普见证,详见
Science 2005, 307卷,第875-879页。简而言之,事实上,经过稍许澄清即可以
得知,传统上对干涉条纹的指认或归属与这种"事后诸葛"式的重建并无本质差异。
现在对这样的纠缠态已经司空见惯。早于潘发表的文章数以十计,这个技巧根本
不是"潘建伟研究组的工作"的核心,而且也不是潘的前老板Zeilinger提出的。
王没有了解这些基本知识,瞎批一通。

  王一方面通过否定量子力学目前容许的"非定域特征"来批评"潘建伟研究组
的工作"可能建立在脆弱的学理上,另一方面他又毫不顾忌地引入无丝毫实验证
据更为离奇的所谓"准空态"来解释现有的实验观察,其大无畏精神必令堂吉柯德
自叹弗如。退一万步,假设真的有他说的"准空态",要解释EPR关联,那也无法
摆脱超距作用,只是换成子虚乌有的"准空态"与所谓"非空态"的超距影响而已。
这会是个幽灵"潜波"加隐变量再加超距作用的三重魔怪。而且,显然,这种超距
作用会有真正的灾难性,相对论必然就此咽气,而量子力学容许的超距作用因受
随机性的保护却不产生灾难。不知道他到底要捍卫什么?不信的话,王不妨把他
的观点写成学术文章投到中国的"物理学报"或其他任何一家需要审稿的杂志,保
证退稿。

  王声称"声名狼藉的(infamous)波函数坍缩假设在量子物理中可能是完全
多余的。"完全是民科式的武断。波函数崩塌有人怀疑,解释崩塌的理论也好几
个,但绝不是声名狼藉。恰恰相反,事实是,波函数崩塌依然是量子力学解释测
量结果必不可少的假设。虽然现在对崩塌过程的细节描述上还有一些问题没有得
到完全满意的解决,但崩塌本身作为一个事实已经无人怀疑(民科和疑似民科除
外)。

  王所引用的那些质疑量子力学正统解释的人和他们的话,都是边缘人物或者
极端少数观点。不是说边缘人物都有问题,但决不是边缘人物的话就是对的。他
引用的一些人根本就是一些熟知的民科水平的大嘴巴学者。再如,他引用这些国
际民科的话说:"贝尔不等式实验检验的违反只表明经典统计法不适用于推导量子
力学的预言"以及德布罗意基金会前主席洛察克(G. Lochak)说"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!"请问:能否给出所谓"量子概率"的定义?如何用它理解
Bell定理?再说,这些话与王推崇的"准空态"和"潜波"有何关连?

  对该领域稍有基础的人不难看出,王与潘的学术水平之落差是超距的,根本
不是一个层次。王如果真正关心量子光学或量子计算,应该先好好复习一下量子
力学,读几篇像样的文献,再作打算,而不是在读了一些国内国际的民科作品以
后就乱发议论。用一篇充满学术漏洞和常识错误的文章去评论一篇正式发表的文
章,根本就是变相替人家抬轿吆喝。例如,王把 J. A. Wheeler说成是诺贝尔奖
得主,把德布罗依的"空波"和"从体"说成是解救非定域困难的药方等等,这类小
儿科错误一犯,北大水平就原形毕露。看到这样的批评文章,我不得不怀疑作者
是志愿替潘建伟当沙袋的。

  3. 对潘及其前老板工作的评价

  刚才我查到,潘建伟因为曾把国外成果谎报成"在中国本土完成"并诡称全职
回科大等丑事被新语丝立此存照,但没有人否认他的研究成绩。而且polik认为,
潘犯那些丑事很可能是要配合科大当局急功好利到上面表功蒙钱,因此这里我不
考虑"德"这个因素,纯粹从学术角度评论。

  客观地讲,潘是个有实力的学者,甚至还是少有的国际物理新星。他的文章
之篇数,影响因子以及引用次数,绝对盖过全部中科院院士。但是,综观潘的全
部工作,主要的学术思想和指导哲学都是潘的前老板Anton Zeilinger的。潘是
一个出色的学生,理论水平和实验技术皆令人称道,对其前老板某些方面的工作
有所发扬光大。但是,把将光子纠缠用于量子计算说成是"潘建伟研究组的工作",
潘起码无法向Zeilinger交代。另外,潘与Zeilinger恐怕会就多光子纠缠的优先
权问题弄出是非,因为我看到 Zeilinger不只一次讲是他先制备出五、六光子纠
缠,而潘也做了类似的声称。

  了解此领域的人知道,Zeilinger的工作不只涉及到这里谈到的量子计算,
他更早在量子光学,非破坏测量,GHZ纠缠态等方面的工作就使其名声大噪。但
圈内对他的工作评价远远没有媒体描述的那样高,他的工作基本上就是反覆表演
和宣称"看!量子力学又被证明是对的!",虽然不少在Nature等明星杂志出现甚
至封面推荐,其教育意义远大于学术价值。靠这种工作拿诺奖,从诺奖历史看,
行情真的很不看好,只能恨诺奖既不是看IF,更不是数篇数。这里顺便指出,
Zeilinger教授学术水平不低,其公关水平也很高,对操弄媒体、宗教(如与回
教佛教"打得火热",请达赖喇嘛到实验室访问演说,参加达赖的宗教─科学对话
活动之类)、政客、以及同行来增加自己知名度非常在行。他的工作多次登上"
年度物理进展","世界物理学近50年重大成果"等吓人的学术新闻榜,与他的公
关水平不无关系。如此招摇、卖力公关以致不诸形式的科学家,在史上是绝对少
见的。当我看到他对达赖喇嘛写的书"单原子中的宇宙"推崇备至时,觉得他与那
个曾经证明亩产万斤粮、宣称人体科学是高技术平方的力学专家有同样的投机嗅
觉能力。

  潘的工作也已经几次进入当年国际物理进展新闻,虽然或多或少与
Zeilinger有关联,但对一个年轻科学家,且来自一个科技不发达的官本位封建
国家,应该说这是很了不起的。但是研究结果上新闻与真正的学术价值,尤其是
经得起时间考验的长久价值,可以说根本不是一回事。风云一时最后以昙花一现
方式草草离场的研究方向和领域在历史上数不胜数,层出不穷。物理领域最近的
例子就有混沌、分形、几何相位、高温超导理论、复杂性理论、数不清的宇宙学
理论,甚至弦论等等,其他领域如生物医学、经济学应该更多。量子计算领域只
是更糟一点,呈现了上述领域的所有病态特征而尚未显示出一点起码的成果。那
些声称是"量子线路"、"量子计算机"的东西无一不是一些古旧实验的花哨叫法而
已。冷静看一下潘的那些上新闻的成果,最后有能流传下去的吗?下面讲讲量子
计算的潜在问题和巨大困难,有助于对潘的工作和整个量子信息领域有一番整体
的审视。潘或其学生如果读到这篇文章,请相信 polik,绝对是为你们好。

  首先,虽然现在的量子力学"非定域性"相当安全,不会产生灾难,更有一大
票人甚至头面人物认定这种"非定域性 "是量子力学(或微观世界)的根本特征,
是待开发的巨大资源,但对量子力学到底是否非定域的争论还在进行之中。我们
知道,EPR的解释并不需要超距作用,纠缠态也不意味超距作用,格林函数不包
含任何类空贡献。种种迹象表明,量子力学的"非定域性"是对量子力学理解或解
释层面上的问题,是形而上的 metaphysics,对技术部分不会有影响,因此所谓
的"非定域资源"很可能是一种幻想。但Zeilinger深信超距作用的真实性,已经
影响了相当多的学者和学生,包括潘。他的这种信仰,与其说是立场坚定,更像
赌徒作风,因为理性和实证的成分很少。这无疑也给他在学术界招来怀疑的眼光
甚至否定的评论。像Cornell的物理学家David Mermin就直指Zeilinger的一些工
作"too good to be true",绝对是负面的评价。因此,非定域性是否真的可以
当作未来的计算资源值得大大怀疑。严格地讲,基于纠缠态的量子计算器的存在
性证明并未完成。一旦这个问题是否定的回答,整个基于纠缠的量子计算的学理
平台轰然崩塌,那些"年度物理进展","世界物理学近50年重大成果"等顿时灰飞
烟灭,付诸笑谈。这绝非危言耸听。

  量子计算的另一个重大难点甚至致命困难是可放大性(scalability)问题,
即能否做到实用计算要求的至少上百个量子比特而不只是少数几个量子比特,它
是计算机处理器的核心问题。这是目前所有量子计算方案共同面临的严重困难。
远远不是当年建立电子计算机时那样的可放大性问题。尽管不排除最终可能会找
到出路,但其难度非同一般,即算有解,获得解决的时间也将是非常漫长的,已
是圈内清醒人的共识。不讲清这些,只听单方面的乐观意见,很容易被误导。潘
和国际国内上一些人出于可以理解的私心,过分强调量子计算尤其是基于光子的
量子计算的优势和前景,甚至许以几年以后你就可以订购量子电脑的画饼,做了
一些误导公众,学术界和官员的宣传。例如,用Shor演算法作质因子分解15=5
×3的演示实验,早在6年多前就有人发表。潘组用光子做出此项工作,确实是不
错的进展。但稍微想一想,三光子或五光子实验已是困难重重,纠缠脆弱无比,
要做到比如说十光子纠缠此路可通?何况十光子纠缠与几百个光子纠缠完全不是
同一类型的难度。甚至有人声称已经证明,基于光子纠缠的量子计算机原则上没
有可放大性。欧美杂志或媒体对潘几件工作的夸颂,猛一看了不得,但仔细看看,
那些吹喇叭的都是些鼓吹量子计算机近在眼前的要钱激进分子,有些更是潘的国
际合作者们或Zeilinger的朋友。那些新闻背后的最主要目的是借此写申请书时
可以向各国政府索要更多的支持。从这一点看,Zeilinger风格不用担心失传。
不过,也有人说,Zeilinger及其弟子们每这么样来一次,其同行评价就降三分。

  由于Zeilinger之名气,故学生闲谈和媒体上有他可能拿诺奖的传言,但由
于上述原因,行家并不认为他有多少可能性。此外,他更早的学生和合作者中,
胜过潘或与潘可比者人数众多。因此,即算pigs fly,诺贝尔奖光顾此领域,也
断然不会落到潘的头上。刚才看到潘准备在万里长城上作量子密码实验的消息,
不禁哑然,只怕是他成也Zeilinger,败也Zeilinger。如此照搬照抄,重复
Zeilinger在多瑙河上作的公关表演,与东施效颦何异?潘或其学生如果真有志
于诺奖,不妨冷静地想想,要不要在基于光子纠缠的量子计算这一棵树上吊死?
或永远紧跟Zeilinger走遍天涯而无怨无悔?还是趁早另辟蹊径,以遂良愿呢?
有志在量子光学和量子计算领域做出重大成果者,对Zeilinger及其合作者的工
作或宣导,我也劝你还是谨慎一点为好。

 



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