量子通信：信息傳遞的守衛(wèi)者

1、量子通信：信息傳遞的守衛(wèi)者更新時(shí)間：2014-2-271資訊：量子通信：信息傳遞的守衛(wèi)者量子通信“京滬干線”驗(yàn)證項(xiàng)目評(píng)審?fù)ㄟ^143公里：刷新“幽靈通信” 量子隱形傳輸新記錄量子通信-棱鏡門的克星衛(wèi)星量子通信，公然挑釁相對(duì)論？全球量子網(wǎng)絡(luò)有望成為現(xiàn)實(shí)2問答：什么是量子通信? 量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通信具有高效率和絕對(duì)安全等特點(diǎn)，并因此成為國(guó)際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。量子通信和光通信有什么區(qū)別？ 量子通信與光通信的區(qū)別在于在通信中用的光的強(qiáng)度是不同的。首先光通信一般用的都是強(qiáng)光，通過偏振或相位等等的調(diào)制方式來實(shí)現(xiàn)的。而量子通信討論的是光子級(jí)別的很

2、弱的光（或者不能叫做光了），通過對(duì)光子態(tài)的調(diào)制（其實(shí)也是偏振和相位等等一些方法），但是主要利用了光子的特性，量子態(tài)不可克隆原理和海森堡不確定性關(guān)系，這是區(qū)別于光通信的重點(diǎn)。3量子態(tài)的傳遞是否可以超光速呢？ 量子通信真正的優(yōu)勢(shì)不是超光速，而是其保密性。有實(shí)驗(yàn)證明量子不經(jīng)過傳遞出現(xiàn)在另一個(gè)地方，類似于穿越了，原因不知道，科學(xué)家還在研究。量子通信為什么中間要用光纖，量子糾纏態(tài)不是無 視距離的實(shí)時(shí)變化嗎，光纖是用來傳輸什么的？ 光纖相當(dāng)于一個(gè)傳播的途徑；至于隱形傳送，若糾纏態(tài)粒子沒有一個(gè)（或幾個(gè)，可以有3粒子糾纏）先到傳送的另外一邊，就無法將屬性傳過去。量子通信中預(yù)先傳送過去的一個(gè)或幾個(gè)粒子是一直留存

3、在對(duì)方，還是每有一次新的通信就必須發(fā)送新的糾纏態(tài)粒子？ 隱形傳態(tài)技術(shù)還處于發(fā)展時(shí)期，還不夠完善。望能參考上世紀(jì)在CERN進(jìn)行的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（檢驗(yàn)愛因斯坦定義域和玻爾非定義域誰對(duì)誰錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)），也可以看看史硯華在馬里蘭大學(xué)進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)。4量子通信量子態(tài)上的信息怎么獲知，接受者和發(fā)送 者都不知道量子態(tài)的任何信息??？ 有部分信息是必須借助普通信道來傳遞的，不可能完全都只是量子信道！比如量子隱形傳態(tài)大致是這樣的：制備一對(duì)糾纏光子對(duì)，一個(gè)光子發(fā)送給有原始量子態(tài)（即第三個(gè)光子）的一方（甲），另一個(gè)光子發(fā)送給要復(fù)制上述那個(gè)第三光子的量子態(tài)的一方（乙）。甲讓收到的一個(gè)光子與第三光子相互干涉（又稱為“再糾纏”），甲

4、再隨機(jī)選取偏振片的方向測(cè)量干涉的結(jié)果，將測(cè)量方向與結(jié)果都告訴乙（經(jīng)普通信道）；乙據(jù)此選擇相應(yīng)的測(cè)量方向測(cè)量他收到的光子，就能使該光子處于上述那個(gè)第三光子的量子態(tài)。再如生成量子密鑰是這樣的：制備一批糾纏光子對(duì)，一個(gè)光子發(fā)送給發(fā)信方，另一個(gè)光子發(fā)送給收信方。測(cè)量光子極化方向的偏振片的方位約定好兩種。兩人每次測(cè)量一個(gè)光子時(shí)選擇的方向都是隨機(jī)的，但要記錄下每次選擇的方向，當(dāng)然也要記錄下每次測(cè)量的結(jié)果，有光子通過偏振片就記1，無光子通過則記0。通過普通信道兩人交換測(cè)量方向的記錄，那些測(cè)量方向不一致的測(cè)量結(jié)果的記錄都舍去不要，剩下的那些測(cè)量方向相同所對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，兩人應(yīng)一致，這一致的記錄就可作為兩人共同

5、的密鑰?？梢?，量子隱形傳態(tài)與量子密碼的核心都是量子態(tài)的糾纏，只不過量子隱形傳態(tài)更復(fù)雜一些，涉及三個(gè)粒子的再糾纏。5什么叫量子態(tài)？ 量子態(tài)就是量子狀態(tài)，即微觀粒子所可能具有的狀態(tài)能量狀態(tài)。原子中的電子具有能級(jí)狀態(tài)，即是說這些電子的能量是量子化的，電子只可能具有某條能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量。晶體的電子具有能帶狀態(tài)，即是說這些電子的能量也是量子化的，但電子只可能具有某個(gè)能帶中的某條能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量。好比在一個(gè)教室中有許多座位，某個(gè)學(xué)生可以去占據(jù)某個(gè)座位，某個(gè)座位也可以空著。這里的座位就相當(dāng)于量子態(tài)，學(xué)生就相當(dāng)于微觀粒子。量子態(tài)隱形傳輸技術(shù)能傳實(shí)物不? 無法傳輸任何宏觀物體或微觀物體，傳輸?shù)氖橇Ｗ铀鶖y帶的量子

6、信息。 量子通信中000+111與-000-111是否是同一個(gè)量子態(tài)？ 為正交的兩個(gè)不同量子態(tài)。6為什么要識(shí)別量子態(tài)？ 量子信息在量子態(tài)中，不識(shí)別量子態(tài)，就無法進(jìn)行量子信息處理。量子信息技術(shù)主要有三大領(lǐng)域：量子超空間通信、量子密碼、量子計(jì)算機(jī)。什么是量子糾纏態(tài)？ 糾纏態(tài)這個(gè)概念其實(shí)很寬泛，在量子力學(xué)里，描述一個(gè)物體或一個(gè)系統(tǒng)可以用波函數(shù)來表示。假設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)S1，它的獨(dú)立自由度有m個(gè)，如果它是獨(dú)立系統(tǒng)，描述它的波函數(shù)是(x1,x2.xm),另一個(gè)系統(tǒng)為S2,他的獨(dú)立自由度為n個(gè)，作為獨(dú)立系統(tǒng)時(shí)它的波函數(shù)是g(y1,y2.yn),當(dāng)兩者之間有相互作用時(shí)，這兩個(gè)系統(tǒng)本身不是獨(dú)立系統(tǒng)，但假設(shè)聯(lián)合起來

7、它們?nèi)钥梢宰鳛橐粋€(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，則描述這兩者的波函數(shù)一般而言是h(x1.xm,y1.yn),它一般不能寫成f(x1,.xm)g(y1.yn)（若可能的話則稱為直積態(tài)），這時(shí)就可以稱系統(tǒng)S1和S2糾纏。這個(gè)概念很寬泛，EPR對(duì)是m=n=1時(shí)的情況，而當(dāng)S1為被測(cè)系統(tǒng)，S2為環(huán)境時(shí)，m比較小，n十分巨大，此時(shí)一個(gè)相關(guān)的概念就是退相干。7如何排除糾纏態(tài)？ 破壞糾纏態(tài)的方法，一是引入對(duì)S1或S2的觀測(cè)，導(dǎo)致波函數(shù)塌縮，這就是在驗(yàn)證EPR時(shí)做的。另一種手段就是在量子計(jì)算中，通過引入光脈沖，人為的減小環(huán)境對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的影響。量子糾纏態(tài)為何與相對(duì)論矛盾？ 相對(duì)論的基礎(chǔ)是光速為極限速度，不會(huì)有超越光速的速度。而量子

8、糾纏態(tài)的實(shí)驗(yàn)表明，一對(duì)處于糾纏態(tài)的粒子A和B，不管A、B相距多遠(yuǎn)，A的狀態(tài)一改變，B的狀態(tài)會(huì)同時(shí)發(fā)生改變，這種A、B間信息的傳遞速度超越了光速。所以，認(rèn)為量子糾纏態(tài)與相對(duì)論矛盾。當(dāng)然也有人認(rèn)為量子糾纏態(tài)傳遞的信息不含有質(zhì)量和能量成分，所以與相對(duì)論并不矛盾。因?yàn)榱孔蛹m纏態(tài)屬于前沿學(xué)科，到底誰對(duì)誰錯(cuò)還有待人們進(jìn)一步探索。8為什么量子糾纏不能用于傳遞信息？ 量子糾纏吸收信息波能量，干擾破壞信息波波長(zhǎng)、波次、頻率。量子糾纏跟距離有沒有關(guān)系，為什么說會(huì)隨著距離衰減？ 量子糾纏本身應(yīng)該與距離無關(guān)。這里所說的“隨著距離衰減”是指“在量子通信通道中”，是在實(shí)際應(yīng)用中。這就好比是：給物體一個(gè)初速度，物體將按此速

9、度勻速直線前進(jìn)，但生產(chǎn)出來的汽車在路上前進(jìn)時(shí)，只給一個(gè)初速度是不行的，必須時(shí)刻給一個(gè)動(dòng)力，因?yàn)槟Σ亮κ遣豢杀苊獾?。這里的摩擦力就好比是上面的環(huán)境噪聲。9文庫：自由空間量子通信系統(tǒng)研究.pdf提出了一種用于自由空間的量子通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng).該系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)組成,分別使用衰減激光作為單光子源和糾纏光子對(duì)作為光源,可以分別研究單光子脈沖系統(tǒng)與糾纏光子對(duì)系統(tǒng)的大氣傳輸特性,并進(jìn)行了兩種自由空間量子通信方式的性能對(duì)比分析.結(jié)果表明,低層大氣對(duì)量子通信的影響較大,單光子脈沖系統(tǒng)的量子密鑰傳輸率較高. 自由空間量子通信信道的研究.pdf自由空間量子通信信道的研究（西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-趙楠） 10量子通

10、信中的量子隱形傳態(tài)技術(shù)研究.pdf量子通信中的量子隱形傳態(tài)技術(shù)研究（華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-葉?。?高帶寬量子通信信標(biāo)跟蹤技術(shù)研究.pdf分析了ATP跟瞄相機(jī)的探測(cè)采樣頻率、閉環(huán)信號(hào)延時(shí)對(duì)ATP系統(tǒng)帶寬的影響,并在此基礎(chǔ)上,提出了高采樣頻率和低閉環(huán)延時(shí)的高帶寬設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高帶寬ATP跟蹤系統(tǒng).仿真分析和試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明:使用該跟瞄相機(jī)的ATP系統(tǒng)的干擾抑制帶寬約為200Hz;在給定的輸入條件下,系統(tǒng)跟瞄精度優(yōu)于lurad,能夠滿足星地量子通信的需求. 基于光子軌道角動(dòng)量糾纏的壓縮關(guān)聯(lián)成像研究.pdf基于光子軌道角動(dòng)量糾纏的壓縮關(guān)聯(lián)成像研究（南京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文-李永強(qiáng)）11 利

11、用量子計(jì)算語言進(jìn)行量子通信仿真.pdf量子通信是利用量子位進(jìn)行信息傳送的一種絕對(duì)安全的通信方式.將一種用于量子計(jì)算仿真的量子計(jì)算語言引入量子通信的研究中,實(shí)現(xiàn)了一種典型的量子安全直接通信協(xié)議的正確性、安全性仿真驗(yàn)證,并得到各種性能指標(biāo).仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果的一致性驗(yàn)證了利用量子計(jì)算語言進(jìn)行量子通信協(xié)議仿真的可行性.量子計(jì)算語言的引入,為量子通信的研究提供 低軌道量子衛(wèi)星通信星上交換算法及仿真.pdf量子衛(wèi)星通信能夠解決量子移動(dòng)通信在航海、航空領(lǐng)域中對(duì)于遠(yuǎn)距離和大范圍的需求,而星上交換是量子衛(wèi)星通信的關(guān)鍵技術(shù)之一.本文以低軌道量子衛(wèi)星通信星上交換為研究對(duì)象,提出了一種新的星上交換算法終端測(cè)距法

12、.利用該算法測(cè)得終端到相鄰小區(qū)中心的距離,并將測(cè)得的數(shù)據(jù)上傳給當(dāng)前服務(wù)衛(wèi)星系統(tǒng),再由衛(wèi)星系統(tǒng)通過比較距離大小決定終端是否切基于糾纏交換的量子信令中繼網(wǎng)絡(luò)模型及仿真.pdf針對(duì)多用戶量子信令網(wǎng)絡(luò)的中繼模型,本文研究了環(huán)境量子噪音對(duì)信令遠(yuǎn)程傳輸?shù)挠绊?分析了量子交換原理,在此基礎(chǔ)上提出了基于糾纏交換的量子信令中繼策略,給出了總線型信令中繼網(wǎng)絡(luò)模型,并對(duì)量子信令遠(yuǎn)程傳輸成功率進(jìn)行了仿真研究.結(jié)果表明:量子信令遠(yuǎn)程傳輸成功率與噪音功率譜密度、傳輸距離和中繼次數(shù)三個(gè)因素密切相關(guān)；當(dāng)噪音功率譜密度12我國(guó)可燃冰勘探取樣年內(nèi)啟動(dòng)勘探開采等重大技術(shù)有待突破.pdf我國(guó)對(duì)天然氣水合物（又稱“可燃冰”）的勘探或在

13、2013年取得新進(jìn)展。記者日前從中國(guó)南海油氣勘探開發(fā)論壇上獲悉，繼2007年在南海神狐海域首次取樣后，2013年我國(guó)將在南海再次對(duì)海底可燃冰進(jìn)行勘探取樣。 新型潔凈能源可燃冰的研究發(fā)展.pdf可燃冰是天然氣水合物的俗稱,是公認(rèn)的21世紀(jì)替代能源和清潔能源,開發(fā)利用潛力巨大,我國(guó)已將其納入科技重大項(xiàng)目973計(jì)劃,并已成功獲得了天然氣水合 物的巖心樣品.本文簡(jiǎn)要介紹了可燃冰的儲(chǔ)量、分布和研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)介紹了可燃冰的開采方法以及開采過程中的難點(diǎn)問題.其中,減壓法和綜合法是現(xiàn)有水合物開 采技術(shù)中經(jīng)濟(jì)前景比較好的開采13二粒子糾纏系統(tǒng)的量子通信仿真.pdf量子通信是目前物理學(xué)和信息學(xué)科研究的熱門領(lǐng)域，它

14、具有高容量、超高速等特點(diǎn)。從量子通信的基本原理出發(fā)，詳細(xì)介紹了量子糾纏態(tài)和Bell基等概念，并闡述了通信雙方如何進(jìn)行量子通信。針對(duì)二粒子糾纏系統(tǒng)的通信用Matlab軟件進(jìn)行了仿真，通過仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了此過程的正確性。 BB84量子密鑰研究及其計(jì)算機(jī)仿真.pdfBB84量子密鑰研究及其計(jì)算機(jī)仿真（武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-肖旸） 單光子量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的理論模擬與分析.pdf單光子量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的理論模擬與分析（北京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文-郭愛鵬）14量子LDPC糾錯(cuò)碼算法及應(yīng)用方案研究.pdf量子LDPC糾錯(cuò)碼算法及應(yīng)用方案研究（西安電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文-邵軍虎） 采用糾纏輔助量子LDPC碼和檢錯(cuò)重傳策略的量子直傳通信方案.pdf針對(duì)現(xiàn)有量子信息