量子通信举例子【科普】

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/01 00:14:44
量子纠缠”是什么。
给你举个例子:我们两人去银行的同一个取款机取了2元硬币,你一个我一个,之后,无论我们相隔多远,我把我的硬币翻个身,你那个硬币也会翻个身,我把我的硬币在地上滚动一番,你的那个硬币也会滚动一番,而且滚的方式一模一样。反过来也一样,无论你怎么捣鼓你的那个硬币,我的硬币也会有同样的变动。
量子纠缠(quantum entanglement),就是这样,来自同一量子源的量子,无论相隔多远,只要触动一个,其余的N个量子都会有同样的反应。这是一九八二年,法国物理学家艾伦爱斯派克特(Alain Aspect)和他的小组成功地完成的一项实验。
量子纠缠的现象已经被证实了,但是,究竟是什么本质原因,科学家莫衷一是,至今没有合理的科学论断。虽然原因没有找到,但是不妨碍量子纠缠的实际应用。中国科学家最先掌握了量子纠缠的规律,把它应用于通讯领域,就是我只要用一组编码指挥了我手里的量子的运动方式,你手里的量子,只要和我是同样的来源,也会有同样的运动规律(更加诡异的是,这个对应变动居然没有时间差,是同时变化的),于是你就知道我要通知你什么内容了。这是最高级的保密通讯,别人首先没有同一来源的量子,其二也不明白这个变化的规律究竟代表什么,这就决定了你我之间唯一的单线信息交流,别人完全没法破译。
回到你的原题,这个“传输”就不是“实物传输”了,而是一种不知道究竟什么能耐的微观对应关系在“传输”对应的运动关系。我这儿只是用了“对应关系”的说法,因为究竟是什么在驱动同源量子的对应转变,至今人类还还没有知道。。。
这就是“量子传输”的基本概念了。。
扯远一点,双胞胎之间的心理感应、好朋友之间的无言默契、男女之间说不出道理的一见钟情,还有玄之又玄的“缘分”。。。都可能是量子传输现象的体现。。量子纠缠”是什么。
给你举个例子:我们两人去银行的同一个取款机取了2元硬币,你一个我一个,之后,无论我们相隔多远,我把我的硬币翻个身,你那个硬币也会翻个身,我把我的硬币在地上滚动一番,你的那个硬币也会滚动一番,而且滚的方式一模一样。反过来也一样,无论你怎么捣鼓你的那个硬币,我的硬币也会有同样的变动。
量子纠缠(quantum entanglement),就是这样,来自同一量子源的量子,无论相隔多远,只要触动一个,其余的N个量子都会有同样的反应。这是一九八二年,法国物理学家艾伦爱斯派克特(Alain Aspect)和他的小组成功地完成的一项实验。
量子纠缠的现象已经被证实了,但是,究竟是什么本质原因,科学家莫衷一是,至今没有合理的科学论断。虽然原因没有找到,但是不妨碍量子纠缠的实际应用。中国科学家最先掌握了量子纠缠的规律,把它应用于通讯领域,就是我只要用一组编码指挥了我手里的量子的运动方式,你手里的量子,只要和我是同样的来源,也会有同样的运动规律(更加诡异的是,这个对应变动居然没有时间差,是同时变化的),于是你就知道我要通知你什么内容了。这是最高级的保密通讯,别人首先没有同一来源的量子,其二也不明白这个变化的规律究竟代表什么,这就决定了你我之间唯一的单线信息交流,别人完全没法破译。
回到你的原题,这个“传输”就不是“实物传输”了,而是一种不知道究竟什么能耐的微观对应关系在“传输”对应的运动关系。我这儿只是用了“对应关系”的说法,因为究竟是什么在驱动同源量子的对应转变,至今人类还还没有知道。。。
这就是“量子传输”的基本概念了。。
扯远一点,双胞胎之间的心理感应、好朋友之间的无言默契、男女之间说不出道理的一见钟情,还有玄之又玄的“缘分”。。。都可能是量子传输现象的体现。。
量子激光通信的价值度究竟的看点是啥?这篇新闻中已经给我们畅想了航天卫星量子通信的价值度分析,

还有量子激光的保密性安全性,其实量子激光真正的核心价值在于载信息量的超极限,

在经典通信模式里,其通信容量最终受到量子噪声极限的限制,为此,人们非经典地研究了光子的量子特性,

并开辟了基础光子学的研究领域。至今,如新闻中所说,已提出了一种称之量子光通信,

或称光通信的非经典通信模式。它的发射端是一种新型的非经典激光器(或称亚伯松态,或称光子数态光子源),

发射出均匀的光子流,经光子调制器,对每个光子编码载入信息。但它是非经典信道。

第三,量子激光通信是电子战的延伸。现在的电子战和电子压制都是大多是电磁破频谱的较量,这是通常的作战频点,一些军事大国早已经把这个领域的作战战法研究透彻了,所以用电磁波频谱的频点去指挥作战,战时肯定会受到一些军事大国的电子压制,严重时肯定不能使部队进行作战行动,而量子激光通信出现,无疑能给我国找到一个最保密最安全的军事通道走廊,他能在复杂电磁环境的战场上架起一个量子光学的“永不消逝的电波”,使我们的部队上下行都能通过这个秘密通道联络而畅通无阻,可以说他是我军作战部队的生命走廊。
又是这种伪科普。量子纠缠不能超光速传递信息,要使用传统的信道才能正确还原量子态。现在的量子通讯之所以安全,不是因为“心理感应”,而是因为由“测不准原理”(又叫“不确定性原理”)决定了对纠缠态量子的任何测量都破坏纠缠态,接收方立刻就会发现“窃听”。
量子只是密钥吧。还不能用量子来传输信息。
LZ是学什么专业的?你的演绎说法有点意思。
量子传输只能防止被截获,不能防止干扰。另外,如果敌方有美女间谍或者卧底,那么保密性也是无从谈起的。
matrix2388 发表于 2012-8-21 18:21
LZ是学什么专业的?你的演绎说法有点意思。
民科专业,只能当“演义”看看。
不能用于超光速通讯


这个科普也太那个啥了... 量子不是用来通讯的,是用来加密的,利用大自然真正的随机性的一次密。让对手无法积累足够的样本破解来用传统方式破解。

这个科普也太那个啥了... 量子不是用来通讯的,是用来加密的,利用大自然真正的随机性的一次密。让对手无法积累足够的样本破解来用传统方式破解。
一组纠缠的量子对就好比钥匙,每次通讯先通过量子把钥匙分发到收发两端,然后再通过常规通讯将加密后的报文发出去,因为只有收发两端有钥匙,所以报文即使被截获也因为没有钥匙而打不开。量子的自然属性就使得钥匙永远是随机的,一次性的,无法截获的。所以想偷听的人无法通过常规的方式来破解密文。

但是仅指普通的破译方式,如果采用量子计算机来破译,的确不知道会怎么样
观测方式通过经典信道传输,因而信息传输无法超光速.
主要用于保密,任何窃听都将改变传输的量子态,原数据被破坏,窃听获得无意义的乱码
测不准可以用诱骗态解决吧
中科院量子科技先导专项取得阶段性重要突破
我科学家实现百公里量级自由空间量子隐形传态与纠缠分发

2012-08-10 最近,联合研究团队在青海湖首次实现了基于四光子纠缠的97公里的自由空间量子态隐形传输,并首次实现了百公里的双向纠缠分发和Bell不等式检验[Nature 488, 185 (2012)]。该实验证明,无论是从高损耗的地面指向卫星的上行通道链路,或是从卫星指向两个地面站的双通道下行链路,实现量子态隐形传输和量子纠缠分发都是可行的,这为基于卫星的广域量子通信和大尺度的量子力学基础原理检验的实现奠定了坚实的基础。 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟院士及其同事彭承志、陈宇翱等,与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成的联合研究团队,在国际上首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,通过地基实验坚实地证明了实现基于卫星的全球量子通信网络的可行性,该研究成果于8月9日以封面标题的形式发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上。

在任意距离间传输未知量子态是实现远距离量子通信和分布式量子网络必不可少的环节,它可以通过远距离量子态隐形传输和纠缠分发来实现。目前,量子态隐形传输和纠缠分发已经在中等距离的光纤得到了实现,但是巨大的光子损耗和消相干效应使得要在光纤中实现更远距离的量子传输必须引入量子中继器,而量子中继器的实用化在实验上还是一个很大的挑战。自由空间信道由于损耗小,比光纤通信更具可行性,结合卫星的帮助,将有可能在全球尺度上实现超远距离的量子通信和量子力学基础检验。

2005年,潘建伟小组在国际上首次实现了距离大于垂直大气层等效厚度的自由空间双向纠缠分发。此后,在中科院知识创新工程重大项目“远距离量子通信实验研究”、“空间尺度量子实验关键技术与验证”和中科院量子战略性先导科技专项的持续支持下,潘建伟小组对自由空间量子实验关键技术进行了大量的研究。2010年,该小组在国际上首次实现了16公里自由空间量子态隐形传输。从2010年开始,中科院联合研究团队在青海湖地区建立实验基地,开展验证星地自由空间量子通信可行性的地基实验研究,从多个方面进行攻关,旨在突破基于卫星平台自由空间量子通信的关键技术瓶颈。

经过近十年的艰苦努力,在中科院、科技部、基金委等的大力支持下,潘建伟小组为实现大尺度量子信息处理发展了若干关键量子技术。该小组发展的超高亮度量子纠缠源技术自2004年开始一直处于国际领先水平,目前的亮度比十年前提高了500倍。该小组还发展了一套高精度的时间同步技术,在百公里量级时间同步精度达到1纳秒。与此同时,中科院联合研究团队发展了一套高频率、高精度的瞄准、捕获和跟踪技术和装置,确保了百公里量子信道的衰减稳定在一个可以进行实验的范围内,这是世界上首次将高频率高精度的跟瞄技术应用到量子通信的实验中,该技术可以用来跟踪移动目标,将来可以直接利用到卫星的跟瞄上。

利用所发展的若干核心量子技术,今年潘建伟小组在大尺度量子信息处理方面取得了系列重要进展:在基于超高亮度纠缠源技术的基础上,他们在国际上首次实现了八光子纠缠,论文发表在《自然》杂志的子刊《自然•光子学》上 [Nature Photonics 6, 225 (2012)],欧美多家知名科技媒体,包括欧洲物理学会、美国麻省理工学院技术评论、美国物理学家组织、大众科学、英国ZDNet网站等分别对其进行了专题报道。随后,他们利用八光子纠缠,在国际上首次实验实现了拓扑量子纠错,取得了可扩展容错性量子计算领域的重大突破,论文发表在《自然》杂志上[Nature 482, 489 (2012)],《自然》杂志的几位审稿人给予了热情洋溢的高度评价,称之为“非常重要的原理性实验,一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验”,“实验的完成是完美而极具挑战性的”,“对拓扑纠错这一当前量子信息处理最引人注目的范例中关键一环的实验验证”。为此,《自然》专门邀请著名量子光学专家James Franson教授在“新闻视角”栏目撰文对这个工作进行了介绍。随后,工作受到了欧洲物理学会的《物理世界》等许多科学媒体的关注。同时,潘建伟小组还在量子中继器的实用化研究上取得了突破,他们成功实现了长寿命、高读出效率的量子存储,该成果为目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果,朝着最终实现实用化的量子中继器迈进了重要一步,论文发表在《自然》杂志的子刊《自然•物理》上 [Nature Physics 8, 517 (2012)]。

在上述系统技术的长期发展和积累的基础上,中科院联合研究团队2011年10月在青海湖首次成功地实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发,该实验研究成果发表在8月9日出版的《自然》杂志上[Nature 488, 185 (2012)]。该实验证明,无论是从高损耗的地面指向卫星的上行通道链路,或是从卫星指向两个地面站的双通道下行链路,实现量子态隐形传输和量子纠缠分发都是可行的,这为基于卫星的广域量子通信和大尺度的量子力学基础原理检验的实现奠定了坚实的基础。

该研究部分成果的预印本于今年5月在美国学术网站arXiv.org公开后,立即引起了学术界的广泛关注。欧洲物理学会新闻网站以“物理学家宣布新的量子态隐形传输记录”为题进行了特别报道。美国《科学新闻》杂志更以“量子隐形传输的巨大飞跃”为题进行了专题报道,文中写道“研究进展使得基于卫星覆盖全球的、实用化的远距离量子通信网络更为接近现实”,“为基于卫星的量子通信、远距离的量子力学基本检验铺平了道路”。英国《新科学家》杂志以“隐形传输记录触发全球保密量子网络”为题进行了报导。《自然》杂志几位审稿人对该成果给予了高度评价,称之为“来自于潘建伟小组的另一个英雄的实验工作”,“有望成为远距离量子通信的里程碑”。《自然》杂志还在该论文发表前向各大科学新闻媒体发布了题为“通向全球化量子网络”的新闻稿,并同时在《自然》杂志的当期封面上发布“量子隐形传态跨越了百公里鸿沟”的封面标题。
nikecross 发表于 2012-8-21 23:18
测不准可以用诱骗态解决吧
造个量子计算机直接破译岂不更简单
伪科普...还不如不科普。自己连原理都没搞清楚,就在瞎比喻。