與常規通信方式相比，量子信號可能具有許多優勢，這讓科學家們懷疑，人類是否不是唯一一個發現這些優勢的人。現在一項新的研究表明，對于假設的地外文明，利用X射線進行的量子傳輸可能跨越星際距離。

量子通信依賴于一種稱為糾纏的量子現象。從理論上講，兩個或多個粒子（如通過糾纏“連接”的光子）可以立即相互影響，無論它們相距多遠。

糾纏對于量子隱形傳輸至關重要，在量子隱形傳輸中，數據可以在一個地方消失，在另一個地方重新出現。由于該信息不會穿越中間空間，因此信息不會丟失。

要實現量子隱形傳態，首先要糾纏兩個光子。然后，其中一個光子（將被傳送的光子）保持在一個位置，而另一個光子被傳送到所需的任何目的地。

接下來，分析目標量子態中定義其關鍵特性的光子，這一行為也會破壞其量子態。糾纏將導致目標光子與其伙伴完全相同。出于所有意圖和目的，原點的光子“傳送”到目標點 —— 物理物質沒有移動，但這兩個光子在物理上是不可區分的。

更清楚的是，量子隱形傳態發送信息的速度不能超過光速，因為目標光子仍然必須通過常規手段傳輸。

量子通信的一個弱點是糾纏是脆弱的。盡管如此，研究人員已經成功地傳輸了糾纏光子，這些光子保持穩定或“相干”，足以在1400公里的距離上實現量子隱形傳輸。

這些發現讓愛丁堡大學的理論物理學家Arjun Berera懷疑量子信號到底能保持多遠的相干。首先，他發現量子相干性可能存在于我們銀河系的星際距離中，然后他和他的同事們發現量子相聯性可以存在于星系間距離中。

Berera說：“如果地球大氣層中的光子沒有衰減到100公里，那么在星際空間中，介質密度比我們的大氣層低得多，光子就不會衰減到銀河系的大小。”

在這項新的研究中，研究人員調查了量子通信是否以及如何在星際距離中生存。他們指出，量子信號可能會受到許多因素的干擾，如星際物體的引力。

科學家們發現星際信息的最佳量子通信信道是X射線。這種頻率在星際距離上更容易聚焦和探測。（美國宇航局通過其XCOM實驗測試了深空X射線通信。）研究人員還發現，光學和微波波段也可以實現遠距離通信，盡管不如X射線有效。

雖然相干性可能在星際距離內存在，但Berera確實注意到量子信號可能會失去保真度。“這意味著量子態是持續的，但它可以有一個相移，盡管量子信息在這些態中保留下來，但由于重力的影響，它已經被改變。因此，它可能“需要在接收端做一些工作來解釋這些相移，并能夠評估原始狀態中包含的信息。”

為什么星際文明可以傳輸量子信號而不是常規信號？研究人員指出，量子通信可以實現比經典信道更大的數據壓縮，在某些情況下，速度可以達到指數級。這樣的效率提升可能對星際距離相隔的文明非常有用。

“這可能是因為量子通信是外星世界的主要通信模式，所以他們只是利用手頭的東西向宇宙發送信號，”Berera說。