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量子通信是什么意思_量子通信概念

2017年10月27日 14:28 电子发烧友网 作者: 用户评论(0

所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,近来这门学科已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理,并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

量子通信是什么意思?

量子通信是什么意思_量子通信概念

量子纠缠是两个量子形成的叠加态。一对具有量子纠缠态的粒子,即使相隔极远,当其中一个状态改变时,另一个状态也会即刻发生相应改变。

量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距相互作用”。量子纠缠会违反著名的“贝尔不等式”,因此检验贝尔不等式成为验证量子力学是否正确的主要标志之一。

量子通信是什么意思_量子通信概念

量子通信主要有两种方式,一种是利用量子的不可克隆性质生成量子密码,他是二进制形式的,可以给经典的二进制信息加密,这种通信方式称为“量子密钥分发”。

第二种是利用量子纠缠用来传输量子信息的最基本单位——量子比特。两个处于纠缠态的粒子A和B,不论它们分开多远,我们把其中一个粒子(A)和携带想要传输的量子比特的粒子(C)一起测量一下,C的量子比特马上消失,但是B就马上携带上了C之前携带的量子比特,我们把这个过程叫做“量子隐形传态”。

根据量子力学“不确定性原理”,处于纠缠态的两个粒子,在被观测前,其状态是不确定的,如果对其中一粒子进行观测,在确定其状态的同时(比如为上旋),另一粒子的状态瞬间也会被确定(下旋)。

量子通信通俗意思

比方说,中国要发送情报给美国,于是派了一个信使乘飞机过去。这个信使从一盒扑克里随机抽取了一部分纸牌带在身上。(可以认为信使带的扑克和剩下的扑克处于纠缠态,因为只要查看一方就能知道另一方,但如果不查看扑克,扑克的状态就是随机的。)

等信使到了美国,然后联系中国说“我到了,请发信息过来吧”,于是中国一方用那盒扑克里剩下的纸牌做密钥把情报加密,发送过去。在信使查看纸牌前,谁也不知道纸的状态,但当他一打开纸牌(塌缩),他同时也就知道了中国那边纸牌的内容,也就是密钥。这样情报接收方便可以解密收到的信息,获得情报。

在这个过程中,如果有第三方进行破坏,比如在半路抢走信使的扑克牌(密钥),或者对通信进行侦听,他都无法得到情报的内容。

整个通信过程中并不存在瞬间(超光速)传输,也不存在一方拨动某个东西另一方也会跟着变化这种事情。实现量子通信的难点仅仅在于信使的传递。

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( 发表人:邓佳佳 )

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