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第 5 节 反事实通信对方正在使用底层规则（第2页）

探索副本的小队

队长跟大家说：「大家打起精神来，我听说这个副本的大BOSS巨龙会有几率掉落一把史诗武器。我们今天要争取得到这把武器！」

这时候，队伍里的法师说道：「队长，我也想要啊，可是听说这个副本掉落史诗武器的几率只有1%，我们只打一次就得到的概率实在是太低了。」

队伍里的弓箭手也说道：「是啊，史诗武器只有巨龙BOSS才会掉落，而全副本里面只有一只BOSS级别的怪物，其他的小怪都只会掉落普通武器，这样我们就算打通整个副本也很难获得史诗装备。」

这时候，队伍里最聪明的牧师想了想向队长问道：「队长，那副本里面的小怪有多少呢？」

队长说：「不知道，很多吧，好像会刷新，杀不完一样。」

牧师于是笑了，说道：「那我有办法只杀一次BOSS就得到这把武器了！」

请问各位聪明的同学，你们猜到了牧师想的是什么办法吗？

其实牧师的办法很简单，他只需要让大家先不断地杀小怪获取普通掉落就好。当小怪掉落了100件普通装备以后，再去打BOSS，BOSS掉落史诗武器的概率就会高达99%，而且这个几率还可以用杀小怪拿普通掉落来不断提高，不断逼近100%。而这整个过程中，大家不用去攻击一刀BOSS就能轻松改变BOSS的掉落几率，这就是用垫小怪的方式来刷装备啊。

大家看完可能都明白了，为啥垫小怪会有用？

这是因为我们得知史诗武器对于副本来说有一个整体掉落概率，这个掉落率的分母并不是BOSS的掉落数量，而是整个副本所有怪物的总掉落数量，所以，我们只需要不断打小怪掉装备来增加分母，就能不断提高史诗装备的获取几率，而这整个过程我们完全不需要去碰一下BOSS就做到了。

再进一步想，如果我们在副本里面打了很多很多小怪以后，但是却不击杀这只巨龙BOSS，而是把它抓起来当做宠物（好像很少有游戏能抓BOSS当宠物的，但我们就先假设我们的量子游戏可以吧）。然后，我们再另外再创建一个副本，进去后直接抓一只BOSS当宠物。那么这两只宠物看上去似乎完全一样，但是它们的内部确有巨大的区别。先抓的那只一只宠物因为垫过小怪了，所以它现在是一只几乎百分百掉落史诗装备的怪物，而后面这只没有垫过小怪的BOSS呢，它掉落史诗装备的概率还是1%。

这种看起来一模一样，但是内在掉落率确不同的宠物可以干什么用？

其实大家很容易想到，也可以用来编码和传递信息啊，我们把高掉落率的BOSS当做1，而低掉落率的BOSS当做0，那么如果我们有很多BOSS就可以组成二进制数列，进而储存数据信息。然后接收方只要按顺序击杀这些BOSS，根据掉落武器的有无就可以解码信息了。

我们制造了一队完全一样的BOSS，竟然可以用它们的不同掉落

（）

率的排列方式来储存信息，这要是换在现实世界里是怎样的装置？

2013年著名理论物理学家Zubairy的团队就提出这样一个通信实验，他们用了一系列的半透镜，全反射镜构造了一组奇妙的实验方案。

Zubairy的实验装置

这套实验装置分成了两个部分：蓝色框内的A部分和红色框内的B部分。

实验开始以后，光子会从最上面的发射器出发，最后被最下面的两个探测器D0和D1接收到。在发射器和接收器之间，每一条可能的路线都对应着光子的概率波，但是由于概率波之间会相互叠加、相互抵消，经过巧妙设计，实验装置B部分的概率波差不多都被抵消了。如果这样的实验装置有非常多组，那么B部分中的概率波就会无限趋向于0。

这时如果B部分我们任由概率波通过的话，整套装置中的概率波就会以一种方式相互叠加和抵消，结果会导致所有的光子跑到探测器D0中。

没有障碍物光子落到D0

但如果我们在B部分的光路上放上无穷多个障碍物，拦住其中一部分概率波（虽然这部分概率波的幅度等于0），剩下的概率波就会以另一种方式相互叠加和抵消，产生另一种结果，最后导致所有的光子跑到探测器D1中。

放置障碍物后光子会落到D1

于是，实验就得到了这样一个神奇的结果：虽然不论B是否放置障碍物，都不会有光子从那条路上路过，但是，只要A发射一个光子，然后看看是D0还是D1接收了光子，就能反推出B是否在半路上放了障碍物！也就是说，A和B之间没有任何粒子通过，仅凭「未发生的事情」（光子并没有通过B的地盘并没有在B的地盘被障碍物挡住），就成功地从B向A传输了信息（障碍物不存在存在）。已经发生的事情就是事实，在英文中叫作factual。而「未发生的事情」就是事实的反面，所以彭罗斯将这种通信方式叫作反事实（counter-factual）通信。

大家看，这个实验是不是和刚才的副本掉落模型非常的相似？

实验中的A部分对应的就是副本里的巨龙BOSS，而B部分则是副本里的小怪们，探测器D0意味着BOSS没有掉落史诗装备，而D1意味着必定掉落史诗装备。当我们什么都不做的时候，BOSS的掉落率很低，所以光子基本会跑到D0去，而在B的路径上放置大量障碍物其实就是在大量击杀小怪。所以B部分的障碍物越多，光子跑到D1的概率就越大，只要这个实验装置的组数足够的多，也就是小怪数量足够多的话，我们就能让BOSS无限接近100%的史诗装备掉落率，令光子必定跑到D1去。

我们就一直这样在B区域增加障碍物，虽然A区域没有任何改变（我们没有碰BOSS一下），但是BOSS的掉落率还是越来越高，这就充分证明了这两个区域之间的一定有某种看不见的联系。

2017年，中国科学家们还改进了Zubairy的实验装置，借助量子的芝诺效应，用比较少量的器件就成功的实现了反事实通信，并成功传递了一张中国结的图片。

中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志、陈宇翱等和清华大学马雄峰合作，在国际上首次实验实现了反事实直接量子通信，在实验中演示了图像的反事实传输，相关成果最近以「DirectcounterfactualcommunicationviaquantumZenoeffect」为题，发表在国际权威学术期刊《美国科学院院报》上[PNAS114，4920（2017）]。

……Zubairy等人的原始方案要求有无穷多个干涉仪，这显然是不可能实现的。潘建伟团队通过对原始方案的仔细分析和改进，使得反事实直接量子通信得以实现。一方面，通过使用可预报单光子源和后选择，在较少的干涉仪数目下也可以得到完全的反事实性；另一方面，用被动筛选光子到达时间的策略替代原方案中的高速主动光开关等。整个实验装置如图2所示。研究团队实现了技术突破，使用先进的相位稳定技术，首次实现了复杂的嵌套、级联的单光子干涉仪，并成功传输了一张100×100像素的中国结图片，传输正确率达到了87%，如图3所示。该方案还可以进一步发展，用于无相互作用成像等领域。

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