从经典到量子的能量-信息耦合

众所周知，传输信息不可能不消耗一定能量。在经典物理中，由于能量参数的连续性，该能量可任意小；而在量子物理中，无法将该量降至普朗克能量量子以下。简言之，当传输最小信息时，无法从一个地方发送少于一个光子到另一个地方。然而，由于单光子从未在位置和动量等所有参数上同时完全确定，它们对 transmitted 信息的确切贡献无法事先知晓，只能概率性预测。因此在人们能以仅概率可预测的方式定位或 alternatively 确定传输光子的动量之前，所传输的信息总是模糊的。为了增强消息的信息内容，是否真的可能通过考虑在定位或 alternatively 确定动量之前叠加态中所含信息来利用该情形？若此种模糊信息比确定信息更丰富——前者比后者更含糊，因其与更多可能输出相容，且仅在此意义上更广泛——则确系如此。但如果将一态的信息内容定义为其自身概率的负对数，便无法将该态更易先验概率性的模糊信息等同于更大的信息。那么利用量子计算中叠加态假想增强的信息内容的想法，似乎直接与——但如我们将见，并无必要——经典信息的概率性定义相矛盾。