量子纠缠能否重新定义加密货币？（量子纠缠的本质是什么）

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物理汇率(Quantum Money)是以物理力学为基本原理结构设计的汇率；

近期，让物理力学最出圈的事情要属2022年诺格雷物理学奖了；

“物理折腾”的优点也已正式成为全球进行惨烈研制市场竞争的物理控制技术必不可少的此基础。

遇事难通，物理力学。也许如今我们应该再次思考这句话的深刻内涵。

导语

当谈及物理折腾时，你是否会想到未来可能有一天会有物理汇率。虽然感觉还很远方，但我们也可以尝试去掀开物理控制技术神秘面纱的一角，也许身份验证世界的未来就隐藏在当中。

什么是物理汇率？

物理汇率(Quantum Money)是以物理力学为基本原理结构设计的汇率，该基本原理使汇率无法被假造，这概念对物理密钥分发的发展造成了一定的影响。

这个设想最初由数学家Stephen Wiesner在1970年提出，采用的概念是任何试图量测两个未知的物理状况都不可避免甚至于破坏它。相比之下，量测两个已知的物理态的过程则保留了它。Wiesner意识到，如果物理态的细节被秘密性（例如被中央银行秘密性），这一属性可以用来保证物理汇率的真实性，同时保证它永远不会被拷贝。

从那时起，物理汇率的设想已经变得非常有影响力，形成了许多试验和物理密码控制技术的此基础，并已经正式成为常规：两个物理汇率协议必须有有效的可准备的汇率状况、有效的公共认证和不可假造性。

诺贝尔与物理折腾

而近期让物理力学最出圈的事情要属2022年诺格雷物理学奖了。

2022年10月4日，英国皇家学会宣布，将2022年诺格雷物理学奖授予法国生物学家鲁本·巴尔佩、英国生物学家詹姆斯·贝特泽和匈牙利生物学家代格·蔡林格，以表彰她们在“折腾正电子试验、校正违背格雷恒等式和开创物理信息科学”各方面所做出的重大贡献。

物理力学从上世纪初诞生以来，催生了晶体管、激光等重大发明，这被科学界称为第一次物理民主革命。近来，以物理计算和物理通信为代表者的第二次物理民主革命又在兴起。英国皇家学会在诺贝尔新闻稿中说，今年四位得奖者在物理折腾试验各方面的重大贡献，“为当前物理控制技术领域正出现的民主革命奠定了此基础”。

物理折腾长期是物理力学中最具争议的问题之一，物理折腾是一类奇怪的物理力学现象，处于折腾态的两个物理不论相距多远都存在一类关联，当中两个物理状况出现出现改变，另两个的状况会瞬时出现相应出现改变。

在很长一段时间，以玻尔为代表者的部份数学家对物理折腾持怀疑态度，玻尔称其为“鬼魅般的物理现象”。她们认为物理理论是“不完备”的，折腾的光子之间存在着某种人类还没观察到的相互作用或信息传递，也就是“隐表达式”。

20世纪60年代，数学家詹姆斯·格雷提出可用来校正物理力学的“格雷恒等式”。如果格雷恒等式始终成立，那么物理力学可能被其他理论替代。

为了对格雷恒等式进行校正，英国生物学家詹姆斯·贝特泽结构设计了相关试验，当中采用特殊的光照射钙原子，由此发射折腾的正电子，再采用遮罩来量测正电子的偏振状况。经过一系列量测，贝特泽能够证明试验结论违背了格雷恒等式，且与物理力学预测相符。

但这个试验具有局限性，原因包括试验装置在产生和捕获光子各方面效率较高、遮罩处于固定角度等。在此此基础上，法国生物学家鲁本·巴尔佩结构设计了新版本的试验，量测效果更好。巴尔佩填补了贝特泽试验的重要漏洞，并提供了两个非常明确的结论：物理力学是正确的，且没有“隐表达式”。

如今，匈牙利生物学家代格·蔡林格后来对格雷恒等式进行了更多的试验校正。当中一项试验采用了来自远方星系的讯号来控制滤波器，保证讯号不会相互影响，进一步证实了物理力学的正确性。蔡林格和同事还借助物理折腾展示了一类称为物理隐形加特林的现象，即将物理态从两个光子转移到另两个光子。其团队还在物理通信等各方面有诸多研究进展。

诺贝尔官方新闻稿说，世界各地的研究人员已经发现了许多借助物理力学强大优点的新方法，而这些都得益于今年四位得奖者的重大贡献。她们扫除了格雷恒等式等“拦路虎”，被众多知名媒体称赞“她们的结论为基于物理信息的新控制技术扫清了道路”。

物理控制技术若想再次表述身份验证汇率？

“物理折腾”的优点也已正式成为全球进行惨烈研制市场竞争的物理控制技术必不可少的此基础。典型就是控制技术迅速发展的物理计算机，例如2019年英国谷歌以约3分钟解答出借助最尖端巨型计算机需要1万年的问题。

虽然物理汇率名为汇率，但在采用方式上它更像是一类支票，因为每次交易均需银行各方面核实。每张物理汇率上除了印上两个独特的编号外，亦拥有两个孤立的有两个物理态的物理系统。

除了实体汇率外，物理汇率也是一类可行的方向，但是，与其他普遍的身份验证汇率(如比特币等)不同，根据不可克隆基本原理，物理汇率无法被备份。两个折衷办法是采用quantum error-correcting codes，并将汇率分成部份储存在不同的地方，当当中某部份被损坏时，该错误能被复原。

即使一张汇率未能通过银行的检验，亦不代表者它一定是塞雷县：它可能是真币，但它的正电子偏震面受外界环境影响出现改变了，或曾被以错误的基底量测过(可能是企图制造塞雷县的人，或坏掉的验钞机)。

所以，目前的物理汇率公式有两个缺点：校正过程只能由受信任的机构（如中央银行）来执行，否则就将对物理状况的细节秘密性。

但是，像比特币、以太币这样的去中心化汇率的出现，使得人们对不需要中心化控制的汇率系统产生了关注。因此，此次新的研究找到了一类创建任何人都可以校正的物理汇率的方法：可以使物理汇率完全去中心化，而不需要区块链来安全地记录交易。

这种新方法的安全性来自于后物理身份验证，并且可以抵抗物理计算机的攻击。

当中最有前途的问题涉及“格”（lattice）的数学思想，“格”是一类由一组向量形成的多维格。这个格中的点由不同长度的向量连接起来，并且这些向量很容易计算。然而，在晶格中找到最短向量的问题被证明是很困难的，特别是当晶格是随机的时候。

一类方法是计算随机格中所有点之间的距离，最终将找到最短距离的向量。但随着格变得更大或包含更多维度时，这个问题就变得难以解决，即使对于物理计算机来说也是如此。

此次研究中提出的方法是将随机格编码为两个物理汇率单位的物理属性，可以是两个原子阵列。任何想要拷贝这种汇率的人都必须重现这种随机格。但这只有在已知最短向量的情况下才能完成，这项任务甚至物理计算机都无法完成。

此次试验中的物理汇率状况表现为高斯球（将物体表面每点的向量映射到两个球体上）上状况的叠加。这个理论试验可保证资金的安全，且它也很容易被校正，因为格的物理态具有特定的属性：任何用户都可以测试。

最后”高斯球“的试验结论会形成两个无法被拷贝、但易于检查的物理系统。

“由于我们的汇率状况是物理有形的，它们可以作为有形但不可假造的钞票，但它们也可以通过物理通道作为数字汇率转移。”麻省理工学院Andrey Khesin等人表示，这一切都由买卖双方完成，无需任何交易记录：就像今天采用普通现金一样。“所有权的校正可以通过本地和离线完成，不需要通过区块链等机制进行全球同步。”

不过，虽然上述理论有可行性，但我们必须认识到的一点是，实现物理汇率所需的控制技术尚未存在，遑论足以大规模于市面采用，所以其局限性只是理论上的讨论。

结语

遇事难通，物理力学。也许如今我们应该再次思考这句话的深刻内涵。

如今“物理折腾”第一次被证实存在，正式登上了世界科学的舞台，亦是未来高速计算的根基。相信随着物理研究各方面的不断进步，将给未来的金融风险评估、区块链、人工智能（AI）以及其他产业借助带来更多创新和发展空间。

一起翘首期待未来物理控制技术在区块链领域大展宏图。