梅晓春发表文章，证明量子态不可克隆定理不成立，量子通讯绝对保密的物理学基础不存在
原创物理研究
2022年8月，应世界知名的《现代物理学基础杂志》（科学杂志影响因子6.97）主编B. D. Tiwari的邀稿，福州原创物理研究所所长梅晓春在该杂志上发表一篇重要文章，标题是“量子态不可克隆定理不成立的证明—— 量子通讯绝对保密的物理学基础不存在”。
众所周知，量子态不可克隆定理是量子力学的一条重要定理，是量子信息学的理论基础之一。量子通讯所谓的绝对保密性，实际上就是建立在量子态不可克隆定理的基础上的。
梅晓春这篇文章的理论意义是不言而喻的，它将改变人们对微观物理学过程的某些基本问题的看法。更重要的是，它彻底摧毁了量子通讯的物理学基础，量子通讯工程变成没有任何科学根据的，名副其实的假大空工程。
梅晓春文章的主要内容如下：
1.用来证明“量子态不可克隆定理”的量子克隆算符是错误的。按照定义，该算符对任意态波函数B作用保持不变，却能将初始态波函数A变成B。这样的算符在数学上不可能存在，在物理上也是不可能实现的。
2. 1982年，Wooters和 Zurek 发表的文章证明的，实际上是量子叠加态不可克隆，而不是单个量子态不可克隆。按照梅晓春的证明，由于量子态克隆算符不成立，“量子叠加态不可克隆定理”是没有意义的。
3. 对于量子单态或量子正交态，比如光的偏振态，Wooters和 Zurek 认为仍然是可以克隆的。以下一段文字引自Wootters和Zurek1982年发表的文章，明确无误地表达了这种看法：
“上述的论证不排除有一种装置，可以放大垂直和水平两种特殊极化的可能性。事实上，任何能够区分这两种极化的测量设备，例如尼科尔棱镜，都可以用来触发这种放大。同样的论点可以应用于任何其他类型的量子系统。就像光子的情况，并不会禁止一个专门为该状态设计的设备，放大任何给定的状态。”
英文原文是：The above argument does not rule out the possibility of a device which can amplify two special polarizations such as vertical and horizontal. In deed, any measuring device which distinguishes between these two polarizations, a Nicol prism for example, would be used to trigger such an amplification. The same argument can be applied to any other kind of quantum system. As in the case of photons, linearity does not forbid the amplification of any given state by a device designed especially for that state.
4. 1986年， Yuen发表文章证明，满足正交条件的单量子态是可以克隆的。因此，所谓的量子态不可克隆定理实际上应当称为“单量子正交态可克隆定理”。Yuen文章的摘要如下：
“当且仅当一类量子态相互正交时，理论上存在一个能在一类量子态中复制一个量子系统的器件，使相关无噪声光子放大器的存在成为可能。”
英文原文是：It is shown that in principle a device exists which would duplicate a quantum system within a class of quantum states if and only if those quantum states are mutually orthogonal. The possible existence of a related noiseless photon amplifier is also established.
5. 因此，即使不考虑量子态克隆算符存在的问题，按照这三个量子态不可克隆定理的证明者的看法，单个光子（正交态或偏振态）仍然是可以克隆的。
6. 量子通讯采用单个偏振态光子来编制密钥，其输入和输出的都是单个光子，被认为具有绝对的保密性。其理由在于受量子态不可克隆定理的限制，单个光子的偏振态不可复制。如果存在窃听者，窃取了量子秘钥后，就一定会被发现。因为单光子偏振态一旦被窃取，就不可能重新生成并输回信道。如果单个偏振态光子可以克隆，量子通讯绝对保密性的物理学基础就会彻底崩溃。
7. 在实验方面，“量子态不可克隆定理”显然与事实不符。大量实验证明，微观粒子的单量子态都是可以克隆的。激光器不但能够克隆单个光子，而且能够大批量地克隆各种光子。连续光谱激光器不但可以克隆某种单光子，而且可以通过调整参数，来大量克隆各种各样的光子。
8. 事实上在物理学中，量子态的制备早就已经是一个相当成熟的学科。从事量子通讯研究的人不可能不知道激光就是光子的克隆，不可能没有读过Wootters，Zurek和Yuen的文章，不可能不知道即使按照量子态不可克隆定理，正交态或偏振态光子仍然是可以克隆。
9. 因此，量子通讯的绝对保密性没有任何物理学根据，是根本不可能实现的。量子通讯采用不稳定的物理技术手段来编制密钥，是一种原始的，落后的，不可靠方法。编制秘钥真正高效可靠的方法，是用数学和逻辑的方法。量子通讯的密钥根本没有可能与之相提并论，更谈不上取而代之。关于这方面的问题，可见本文参考文献中徐令予，李红雨先生的文章。
10. 鉴于此，建议国家科学管理机构立即停止对量子通讯理论研究的资助，停止量子通讯工程的实施。并对国内某些人长期以来进行大量虚假宣传，欺骗国家，媒体和大众，明知故犯，大搞科研腐败，造成国家重大损失的行为追究责任。
参考文献
1. Mei Xiaochun, Fundamental Journal of Modern Physics, Volume 18, Issue 1, 2022, p.27-44.
中文版：梅晓春，量子态不可克隆定理不成立的证明——量子通讯绝对保密的物理学基础不存在，道客巴巴，
https://www.doc88.com/p-98839601205307.html
2. 梅晓春，是科学创新，还是惊天巨骗？
3.徐令予，美国国家安全局重拳出击，量子通信工程被判出局。
4.李红雨，应对量子通信的技术挑战，中国信息协会搞错在哪？
5.梅晓春，量子通讯工程有必要做吗？
