量子衛(wèi)星通信網(wǎng)

1、LOGOn學(xué)院: 電氣工程學(xué)院n班級(jí)：電信專升本n姓名: 張新穎n學(xué)號(hào): 47071400050174070540LOGO量子通信量子通信大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù) 量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)李克強(qiáng)在山東浪潮集團(tuán)考察時(shí)政府要與企業(yè)共享“大數(shù)據(jù)”。量子衛(wèi)星通信 在現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)知中，幾乎任何已知事物都是可測(cè)的，但量子是個(gè)例外。在多粒子量子系統(tǒng)中，存在一種奇特的關(guān)聯(lián)，即一對(duì)具有量子糾纏態(tài)的粒子，即使隔著一個(gè)太陽(yáng)系，當(dāng)其中一個(gè)狀態(tài)改變時(shí)，另一個(gè)狀態(tài)也會(huì)即刻發(fā)生相應(yīng)改變。愛因斯坦等科學(xué)家最早發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，因此這種量子間的糾纏現(xiàn)象也被戲稱為“愛因斯坦的幽靈”，同時(shí)這種量子糾纏就是量子通信技術(shù)的基礎(chǔ)。量子糾纏特性賦予了量子通信

2、許多突出優(yōu)點(diǎn)：其獨(dú)特的加密方式使密鑰具有不可復(fù)制性和絕對(duì)安全性，一旦有人竊取密鑰，整個(gè)通信信息會(huì)“自毀”并告知使用者。 u 量子衛(wèi)星通信原理：量子衛(wèi)星通信原理：量子態(tài)隱形傳輸和量子糾纏。量子態(tài)隱形傳輸?shù)墓庾尤缤小靶碾姼袘?yīng)”，能使需要傳輸?shù)牧孔討B(tài)“超時(shí)空穿越”，在一個(gè)地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個(gè)地方瞬間出現(xiàn)。u 2012年，中國(guó)科學(xué)家潘建偉等人在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)百公里量級(jí)的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)，為發(fā)射全球首顆“量子通訊衛(wèi)星”奠定技術(shù)基礎(chǔ)。u 2016年，天空中將會(huì)多出一顆耀眼的星，而它就是中國(guó)即將發(fā)射的“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”。中國(guó)將完成和投入使用全球最大的量子通信網(wǎng)

3、絡(luò)，從北京綿延至上海長(zhǎng)達(dá)2000公里。到2030年，中國(guó)的量子通信衛(wèi)星網(wǎng)將擴(kuò)展至全球。量子通信的應(yīng)用量子通信的應(yīng)用u 由于量子信號(hào)的攜帶者光子在外層空間傳播時(shí)幾乎沒有損耗，如果能夠在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)糾纏光子再穿透整個(gè)大氣層后仍然存活并保持其糾纏特性，人們就可以在衛(wèi)星的幫助下實(shí)現(xiàn)全球化的量子通信。這樣一來(lái)，這種世界上最為保密的通信手段將會(huì)覆蓋世界任何角落。u 應(yīng)用量子通信這項(xiàng)高科技，中國(guó)軍方能瞬間傳送軍事信息而又確保萬(wàn)無(wú)一失。通過(guò)這項(xiàng)保密力度極強(qiáng)的科技的應(yīng)用，能大幅度提升軍隊(duì)的指揮和控制能力，使得中國(guó)在信息戰(zhàn)能力方面超越美國(guó)。量子衛(wèi)星上天后，中國(guó)衛(wèi)星就可以與潛艇進(jìn)行通訊，再也不需要潛艇浮出水面或發(fā)射無(wú)

4、線電來(lái)暴露位置。u 在國(guó)家安全、金融等信息安全領(lǐng)域，量子保密通信技術(shù)也開始發(fā)揮作用。2004年奧地利銀行作為世界上首個(gè)采用量子通信的銀行，利用該技術(shù)將一張重要支票從市長(zhǎng)處傳至銀行。2007年瑞士全國(guó)大選的選票結(jié)果傳送過(guò)程也采用了量子保密通信技術(shù)，以保證結(jié)果的絕對(duì)安全。量子計(jì)算機(jī) 超級(jí)計(jì)算機(jī)是過(guò)去三十年的產(chǎn)物，量子計(jì)算機(jī)代表未來(lái)30年，可以說(shuō)，兩者完全不在一個(gè)量級(jí)上。量子計(jì)算機(jī)是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律，進(jìn)行高速運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置，一旦實(shí)現(xiàn)，意味著計(jì)算速度會(huì)有數(shù)十億倍的提高。這一計(jì)算能力的飛躍以今天的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，量子計(jì)算可以達(dá)到的處理速度令人難以想象。假設(shè)人們把這種量子計(jì)算機(jī)運(yùn)用到監(jiān)控

5、領(lǐng)域，它可以瞬間在數(shù)據(jù)庫(kù)中掃描60億地球人的臉，并實(shí)時(shí)辨別出一個(gè)人的身份。 2015年7月30日，中國(guó)科學(xué)院與阿里巴巴集團(tuán)旗下阿里云在上海共同成立“中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室”，開展在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的前瞻性研究，探索超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的下一代超快計(jì)算技術(shù)。這是亞洲范圍內(nèi)的首個(gè)量子計(jì)算研究中心，而阿里巴巴也成了繼谷歌、微軟及IBM后的首個(gè)涉足量子計(jì)算的中國(guó)科技公司。目前而言，中國(guó)本土在世界學(xué)術(shù)界拿得出手的就這個(gè)了，如果真的可以做成，那就距離中國(guó)第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)不遠(yuǎn)了。u 現(xiàn)在并沒有一臺(tái)真正意義上的量子計(jì)算機(jī)，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的研究計(jì)劃：預(yù)計(jì)到2025年，量子模擬將達(dá)到當(dāng)今世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的水平

6、，初步應(yīng)用于一些目前無(wú)法解決的重大科技難題；到2030年，研制具有50-100個(gè)量子比特的通用量子計(jì)算原型機(jī)，全面實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算功能，并應(yīng)用于大數(shù)據(jù)處理等重大實(shí)際問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室將結(jié)合阿里云在經(jīng)典計(jì)算算法、架構(gòu)和云計(jì)算方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以及中科院在量子計(jì)算和模擬、量子人工智能等方面的優(yōu)勢(shì)，顛覆摩爾定律。1965年，英特爾的創(chuàng)始人之一戈登摩爾提出了著名的摩爾定律:同一面積集成電路上可容納的晶體管數(shù)量，一到兩年將增加一倍u 此外，阿里巴巴集團(tuán)和中科院還將合作，實(shí)現(xiàn)量子保密通信技術(shù)在電子商務(wù)和數(shù)據(jù)中心安全方面的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，這是用技術(shù)換市場(chǎng)。2015年在云棲大會(huì)上布了通信保密產(chǎn)品，打互聯(lián)網(wǎng)+量子化世界。大數(shù)

7、據(jù)大數(shù)據(jù)的定義和特征大數(shù)據(jù)的定義和特征 維基百科對(duì)大數(shù)據(jù)的定義為：“大數(shù)據(jù)意指一個(gè)超大、難以用現(xiàn)有常規(guī)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)和工具處理的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)研究的目的是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識(shí)，探索數(shù)據(jù)的產(chǎn)生機(jī)制，進(jìn)行預(yù)測(cè)和政策制定。建立在相關(guān)關(guān)系分析法基礎(chǔ)上的預(yù)測(cè)是大數(shù)據(jù)的核心，通過(guò)找出一個(gè)關(guān)聯(lián)物并監(jiān)控它，我們就能預(yù)測(cè)未來(lái)。大數(shù)據(jù)的主要成因大數(shù)據(jù)的主要成因 社交媒體推動(dòng)數(shù)據(jù)總量驟然增加。由于社交媒體的橫空出世，人類自己開始在互聯(lián)網(wǎng)上生產(chǎn)數(shù)據(jù)，例如發(fā)推特、微博和微信，記錄各自的活動(dòng)和行為，全世界的網(wǎng)民不斷地制造數(shù)據(jù)，這引發(fā)了最龐大的數(shù)據(jù)爆炸。現(xiàn)在僅僅一天，推特上就產(chǎn)生了80億個(gè)單詞的信息量，數(shù)量相當(dāng)于紐約時(shí)報(bào)10

8、0多年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量。數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)到現(xiàn)在，已經(jīng)不是以我們所熟知的多少G和多少T來(lái)描述了，而是以P（1千T），E（1百萬(wàn)T）或Z（10億T）為計(jì)量單位。百度對(duì)此給予了更形象的描述。僅其新首頁(yè)導(dǎo)航每天就要從超過(guò)15PB的數(shù)據(jù)中進(jìn)行挖掘，這些數(shù)據(jù)如果打印出來(lái)將超過(guò)5千億張A4紙，摞起來(lái)接近地球同步衛(wèi)星軌道長(zhǎng)度。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用大數(shù)據(jù)的應(yīng)用 各行各業(yè)的決策正在從“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)” 轉(zhuǎn)變“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”。通過(guò)數(shù)據(jù)相關(guān)分析，挖掘揭示數(shù)據(jù)當(dāng)中隱藏的規(guī)律和趨勢(shì)，為決策者提供參考。 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字家庭、電子商務(wù)等是新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，這些應(yīng)用不斷產(chǎn)生大數(shù)據(jù)。對(duì)大數(shù)據(jù)的分析可以使零售商實(shí)時(shí)掌握市場(chǎng)動(dòng)態(tài)并迅速做出應(yīng)對(duì)；可以為商家制定更加精準(zhǔn)有效的營(yíng)銷策略提供決策支持；可以幫助企業(yè)為消費(fèi)者提供更加及時(shí)和個(gè)性化的服務(wù)。 阿里或許是看上了微博數(shù)億用戶的社交大數(shù)據(jù)，想收購(gòu)了微博，阿里巴巴便可以利用這些社交數(shù)據(jù)分析用戶的行為、關(guān)注話題、購(gòu)買習(xí)慣等，并進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的購(gòu)物、旅游等信息推送。大數(shù)據(jù)分析案例大數(shù)據(jù)分析案例大數(shù)據(jù)分析案例大數(shù)據(jù)分析案例u 2014年1月，美國(guó)的電子零售巨頭亞馬遜宣布了一項(xiàng)新的專利：“預(yù)判發(fā)貨”。即在網(wǎng)購(gòu)時(shí)，顧客還沒有下單，亞馬遜就將包裹寄出。這種顧客未動(dòng)、包裹先行的做法，核心技術(shù)還是數(shù)據(jù)挖掘。發(fā)貨的根據(jù)是顧客以前