光子雕刻

闻远气喘吁吁地跑到江大伟的身边,搀住他说:“我早该想到的。”

江大伟站直身子,匀了口气缓缓说道:“我原本不太确定,但既然你也能这样想,事情就有点靠谱了。你是研究高能物理的,比我清楚。”说着便蹲了下去,将七根烟一字儿摆开放在地上。闻远见状也蹲了下来,将自己手里的烟与江大伟的烟一一对应排好。

江大伟用探询的目光盯着闻远,微笑道:“说说你的想法。”

闻远思考了一会儿说:“如果把它们想象成七对互相纠缠的光子,那么每个光子的量子态都将被它所对应的光子感应到,这就是量子纠缠的基本思想。假设我是Tianyan528b,你是地球,这七对光子都是我的。但现在,”闻远伸手将江大伟身边的七支烟扒开,然后说道:“假设你从每对光子里捕获了一粒光子,当我这边的光子的状态发生改变时,你的每一粒光子都会产生相应的变化。”

闻远沉思了一会儿,喃喃自语道:“七粒光子具有128个量子态……它们之间的信息传播速度,是光速的一万倍。这就意味着,Tianyan528b的信息传送到地球,只要……。”闻远抬头看向江大伟。

“10.5小时!”两人异口同声地说道。

闻远站起身来,低头来回快速走了几步,然后抬头望向天空,喃喃自语道:“如果我们获得了来自Tianyan528b的光粒子,只要它与那颗行星的同伴仍然纠缠,它们的量子态就会一直保持那种关联。通过它我们就能知道它同伴的状态,因而就能雕刻出那颗行星的图像来。”他望向鲸鱼座所在的方位,像在寻找着什么一样,就那么一直久久凝视着。

江大伟沉声道:“需要找到多少个处于纠缠状态的光粒子,才能雕刻出那颗行星的全貌?”

“从理论上来讲一个就够了,但要雕刻出行星全貌可能得花几万年的时间。如果我们找到25个这样的光子,或许只需要几个月的时间。如果能找到50个,那么只要一天就能完成这个任务。”

江大伟站起身走到闻远身边,神情严肃地看着他说:“如果我满足你提出的所有条件,你能在多长时间里找到25个纠缠中的光子?”

闻远回过头来有些不知所措的看着江大伟。

江大伟冲他点点头,接着说:“你不用马上答复。接下来的半年里,你可以随时来找我,记得带着你想要的条件。”

第二天一早,闻远就急匆匆下山,赶回安徽去了。

在闻远离开后,研讨会仍在继续。接下来的几天里,会议组收到了来自金睛号太空望远镜的零星观测报告。于自溪在会议上对报告内容做了详细介绍,结果只能说是喜忧参半。喜的是Tianyan528b具有氮氧大气圈,并且水蒸气含量适中,这是个令人激动的结果。在二十年里,“天眼”已发现了六个含有氮氧大气的行星,但要么是远离地球、要么是不在宜居带内,没有任何实际意义。

不过金睛号带来的不全是好消息。于自溪指着窄窄的Tianyan528b大气圈红外成像图和氧气光谱图说:“从吸收光谱的峰值上看,氧气含量很可能在2%~8%内,这对大多数生物来说都是个巨大的挑战。不过这还不是不能克服的难题,人完全可以通过佩带增氧面罩来维持呼吸。其他需氧生物则可以集中在氧气棚内,等环境改善后再进入自然。现在的问题是,截止目前,我们正在光谱的红色区域观察到了亮度明显降低的现象。”

“这意味着什么?”一位政府官员问道。

“这是一颗红色星球,跟火星一样。”

“哦,那就是没有生命了。”

“现在我们还无法凭星球表面的颜色来判断这一点。”

“这是很严重的问题吗?”

“可以说是。如果没搞清楚产生红色的原因,我们就无法弄清楚地表的物质成分,也不知道这些成分与空气发生了什么反应,那么这颗行星是否宜居就存在很大疑问。”于自溪肯定地说,多数与会者也点头表示同意。专家们都知道今年年初发生的一件事,金睛号在船帆座发现了一颗蓝色星球,当时许多人认为那颗星球和地球一样覆盖着海洋,结果在SKA后续的观测中发现,这个星球表面含有大量氧化硅成分。这些硅酸盐在高温下凝结成颗粒,漂浮在地表上还反射着一种蓝光,让人误以为是海洋,实际上它不过是一颗具有高温的“死星”。

于自溪接着说:“除了红色地表问题外,还需要了解大气循环情况和地表温度变化情况等。但目前我们还观测不了这些变化。所以总体来说,现在还很难判断Tianyan528b是否适合人类居住。”

在接下来的几天里,“天眼”观测站又收到了来自SKA的观测报告。在发现Tianyan528b后,“天眼”观测站也向SKA发出了协助观测的请求。但从现在掌握的情况来看,总体上并没有太多新内容,也没有出现我们所期待的氧化铁分子谱线。这就基本上排除了Tianyan528b的红色像火星一样来自于氧化铁的可能性。

Tianyan528b“最佳宜居行星”的称号在一个月后被剥夺了。这是由于SKA在船帆座方向发现了一颗非常理想的类地行星,各方面条件看起来比Tianyan528b的要更好。除了其母星是一颗绝对星等小于太阳的主序星外,它的公转和自转周期都跟地球非常接近,而且距离也更近,离地球仅11光年而已。更难得的是,它呈蓝色——可以确定不是硅酸盐反射的,此外还有大片的“绿洲”和白色的云层或者凝结的白雪。总之,它看上去就像另一个地球,以至于有人开始称其为“诺亚”星了。

江大伟回到北京三个多月后,才等来闻远的电话。闻远告诉他,自从回到安徽后他一直在搜集相关资料,调查了光子经行星反射后成为纠缠光子的可能性、捕捉这些纠缠光子所需要的技术手段、怎样对这些光子进行操控和观测,以及如何让光子描绘出图像来。

“很难。”闻远毫不避讳直接说道:“但并不是不可能。”

这是江大伟所需要的答案,他问道:“需要怎么做?”

“首先我要说的是,这种纠缠光子可能是存在的。我们知道所有恒星系统的行星都反射其母恒星的光线。在这个过程中,光内某个特殊波段可能通过行星地表的一些微晶体,有可能会产生呈纠缠态的一对光子。这对光子在穿过大气层时,存在被电离层分离的概率,一个光子留在了行星大气圈内,另一个光子则进入空间。这个光子有可能在12年后来到地球,只要在万亿亿个量子里把它找出来,我们就能利用它知道它同伴的状态,从而近距离观察那颗行星。”

“很好。可是怎么从那么多量子里找到那粒光子呢?”

“我设计了一种特殊的捕捉器,可以将不同能级的光子分开,而把纠缠光子单独留下来。但这个捕捉器必须安装在国际空间站里。”

“没问题,开始干吧。”江大伟用不容置疑的口吻说道。