《三体》中的智子、量子纠缠与量子通讯

　　三体里对智子描述是相当激动人心的。一颗质子大小的机器人，以光速运动，可以同步将地球的情况瞬间传递到4光年以外的三体星人那里；可以在人的眼中打出字幕，使人神经错乱；可以干扰粒子对撞机的工作，使研究工作无法进行，从而封锁地球人的基础科学的进步……

　　但科幻小说并不是真实的事实，甚至书中科学原理的引用上也与科学理论相去甚远，只是用了一个科学名词而已。

　　在故事中，智子是利用量子纠缠来传递信息的。三体星人通过二维展开，在四个质子中蚀刻上了电路，使其成为了智能机器人。并将它们分成了两对，分别进行量子纠缠。将两对纠缠粒子中的两个留在三体星上作为通讯和控制的工具，另外两个发射到了地球上。借助量子纠缠的“鬼魅般的超距作用”（爱因斯坦语）来传递信息。

　　在现实世界中，量子纠缠确实有着“鬼魅般的超距作用”，纠缠在一起的量子被整合在了一起，形成了一个不分彼此的系统，并且无法单独的描述其中一个量子的性质。无论将它们分开得多远，它们仍然是一个系统。

　　当没有对粒子进行观测时，它可以同时处于0和1的状态（自旋方向相反），当对其中一个粒子进行观察后，它的状态立即确定,例如是0，纠缠中的另一个粒子立即就会确定它的状态是1，无论它们分开多远（哪怕是1光年）。神奇吧！

　　但纠缠中的粒子却不能传递信息！意外吧！因为，粒子状态的确定是随机的，不能控制它处于某个特定的状态，也就无法利用它传递任何信息。

　　举个例子吧：有一双奇怪的手套，它们分别被放在一个盒子里。在没有被打开前，每只手套的状态可以同时为左手和右手。将两只手套分别带到中国和美国，打开中国这只手套后，手套的状态确定为右手，而美国的那一只立即确定为左手。但我们不能确定打开盒子前指定它成为右手，它是真正的随机生成的右手，当然也有50%的几率成为左手。而且，美国那边无法知道中国这边已经打开了盒子，即使是他们打开盒子观测也无法知道中国这边已经打开了盒子。所以，这双奇怪的手套无法传递任何信息。

　　中国的量子通讯卫星是怎么回事呢？

　　量子通讯卫星准确的名字应该叫“量子加密通讯卫星”，量子通道只是利用量子的真正随机性来生成密码，然后利用这个密码来加密通讯信息。加密后的信息依然走的经典通道。所以，量子加密通讯并没有超越光速进行通讯。

　　量子加密通讯的好处是可以真正的随机生成一次性使用的密码（一次一密）；解决了密码保存和传递中可能发生泄漏的问题；也解决了利用数学加密方法可能被高速计算机破解的问题；量子加密通讯甚至可以做到密码比通讯正文还长，这种加密方法，在目前和未来相当长的一段时间内都是无法破解的。甚至在理论上都是无法破解的。

　　回到智子上来，智子只是大刘利用想象力创造出来的量子机器人，它目前在理论上并不成立。从二维展开、光速飞行到穿越高维空间都只是想象中的“科学”，但正是这种想象力使这本书充满了趣味。但要读懂这本书，还需要读者有一些基本的科学知识作为基础。这本书最有趣的部分并不在于大刘创造的“科学”，而是对这个宇宙合乎逻辑的猜想，以及对宇宙未来进行的史诗般的描绘。