2005年，物理学家阿舍尔·佩雷斯（Asher Peres）在《今日物理学》杂志提问栏目上告诉我们，当一位记者问他量子隐形传态能否同时传送人的灵魂和身体时，科学家回答：“不，不是身体，而是灵魂。“佩雷斯的回答不仅是一个简单的幽默笑话，还提供了一个完美的解释，用一个隐喻来诠释我们在科幻小说中见过无数次的过程的真实性。事实上，确实存在隐形传态，在现实世界中，尽管它与星际迷航系列中著名的《星际迷航，史考特！》大不相同。
科幻传送概念图
得益于佩雷斯和其他五位研究人员在《物理评论快报》上发表的理论研究，真实科学中的隐形传态理论于1993年开始形成，为量子隐形传态奠定了基础。显然，这是合著者查尔斯·贝内特（Charles Bennett）的想法，将拟议的现象与流行的传送思想联系起来，但小说和现实之间有着本质的区别：在后者中，传播不是问题，而是信息，将信息从原始物质转移到目标物质。
量子隐形传态基于物理学家阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）、他的同事鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和内森·罗森（Nathan Rosen）在1935年描述的假设，被称为EPR悖论。由于量子物理学定律的缘故，有可能获得两个粒子并将它们在空间中分开，以便它们将继续共享它们的属性，成为一个整体的两半。因此，对其中一个A（在A或Alice上，根据使用的术语）的作用将立即对另一个B（对B或Bob）产生作用。用爱因斯坦的话来说，这种“远距离的怪异行为”似乎有能力突破光速的极限。
图：该图展示了处于纠缠量子态的原子。左侧原子A的状态表示的信息被传送到三英尺外的原子B。
这种现象的理论，称为量子纠缠，后来在1964年由约翰·斯图尔特·贝尔提出，并得到了许多实验的证实。佩雷斯、贝内特及其合作者提出，第三个粒子可以与爱丽丝（Alice）量子的相互作用，失去一个量子态（其物理特性之一的值）转移到鲍勃（Bob）量子状态，这样它就能获得该状态。如果没有物质的转移，鲍勃（Bob）量子将被转换成爱丽丝（Alice）互动粒子的副本，并且它们之间永远不会发生物理接触。
传送量子比特
自1998年以来，各种实验已经实现了这种量子隐形传态，首先使用单个光子，然后使用原子和更复杂的系统。起初，在很短的距离内，这种现象就得到了证明，在随后的研究中又增加到数百米和数千米。目前的记录是，将距离地球1,400公里的光子传送到地球轨道上的“墨子号”量子卫星，这项成就是由中国合肥科技大学的潘建伟领导的团队于2017年成功完成。
“墨子号”量子卫星概念图
在这些实验中，传输的信息是按比特编码的信息。在传统意义上，位是二进制信息的基本单位，其取值为0或1。在应用于量子态时，位可能包含有关例如粒子自旋（一种自旋）的信息。但是在量子的量子形式位中，其值可以是0和1或另一个值（例如2），因为量子力学允许状态重叠。这就是为什么量子计算被视为比传统计算更强大的技术的原因，因为它的存储和处理信息的能力要大得多。
但是，必须强调的是，量子隐形传态不能立即或以比光速更快的速度传输数据。原因是鲍勃（Bob）需要获取有关爱丽丝（Alice）的测量的其他信息，这些信息不会通过纠缠的粒子系统传输，因此必须通过另一个通道发送。对于每个传送的量子比特，必须传输两个经典位，这只能通过传统方式来完成，最多只能达到光速。
未来的量子网络
但是尽管有此限制，但随着量子技术达到新的里程碑，量子隐形传态的可能性越来越有希望。今年，两组研究人员首次报告了量子态或三维信息单元（可以采用三个值，0、1 和 2）的传输情况。“两项研究都证明了量子的隐形传态。“中国科技大学的物理学家柳必恒解释说，“主要的区别在于我们使用的方法。”
图：奥地利和中国的科学家首次成功地转移了三维量子态（符号图像）。
但是，目前两个研究小组之间仍有争议。正如物理学家陆朝阳（也来自中国科技大学）对我们解释说，”隐形传态的量子性质尚未被证明。”相关论文发表在《物理评论快报》中。维也纳大学的同一项研究的合著者曼努埃尔·埃哈德（Manuel Erhard）也认为，在刘的实验中，“测量和结果不足以证明真正的三维和通用量子隐形传态。”柳必恒为他的结果辩护：“我们已经完成了数字模拟，并证实了量子的隐形传态。”
争议还延伸到将系统扩展到更多维度的可能性。根据柳的说法，“这两种方案具有可扩展性。”埃哈德认为自己的系统可以轻松扩展到任何维度，“进一步提高维度是技术发展的问题，”埃哈德补充说。
但是，将这些实验扩展到更多维度有什么意义呢？ “高维量子隐形传态可应用于量子网络。“埃哈德向我们解释道，”因此，我们设想未来量子网络将基于更高维的量子隐形传态。这样的网络具有更高的信息容量和更大的抗干扰能力的优势。”
因此，从量子位到量子态，再从量子态到量子计算，等等，现在为未来的量子计算网络奠定了基础。陆朝阳预测他的系统将实现所谓的量子霸权，即解决经典计算无法解决的问题的能力：“我们正在实施称为玻色子采样的多光子多维量子计算实验，希望在不久的将来，我们能够控制 30至50个光子，实现量子霸权。”