① 量子通信的優勢,你認為有哪些呢
全球第一條量子保密通訊干線——「京滬干線」宣布啟用。當日,融合「京滬干線」與「墨子號」的天地鏈接,我國科學家取得成功完成了洲際量子保密通訊。這意味著在我國在全世界已搭建出第一個天地一體化多源量子通信互聯網原型,為將來構建遮蓋全世界的量子保密網路通信邁開了穩固的一步。
量子通信是有史以來唯一被嚴苛證實沒有理由安全性的通信方式,能夠合理處理網路信息安全難題。據了解,將來將以「京滬干線」為基本,促進量子通信在金融業,政務服務,國防安全,電子信息技術等方面的規模性運用,創建完善的量子通信全產業鏈和下一代國家安全網路信息安全生態體系,最後搭建根據量子通信安全防範措施的量子互聯網技術。
除此之外,京滬干線的完工和啟用也將吸引住和培養一批量子保密通訊行業的上中下游公司,使量子保密通信業變成 國內關鍵的戰略新型產業。
以上就是我的詳細介紹,希望看完對大家有所幫助。大家還有別的意見,可以在下方留言區一起討論。
② 政協委員潘建偉談安全信息,量子通信開啟新時代
出品:科普中國
製作:中國科普博覽
監制:中國科學院計算機網路信息中心
據中新社北京3月5日報道, 「從原理上說,量子通信基於量子力學的基本原理來保障通信安全,沒有什麼假設條件,因此對於安全信息『裸奔』是比較徹底的解決方式。」全國政協委員、中國科技大學常務副校長潘建偉5日接受中新社記者專訪時說。
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③ 量子通信的作用有哪些
據我們所了解,所謂量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式,是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。光量子通信主要基於量子糾纏態的理論,使用量子隱形傳態(傳輸)的方式實現信息傳遞。根據實驗驗證,具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠,只要一個發生變化,另外一個也會瞬間發生變化,利用這個特性實現光量子通信的過程如下:事先構建一對具有糾纏態的粒子,將兩個粒子分別放在通信雙方,將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合測量(一種操作),則接收方的粒子瞬間發生坍塌(變化),坍塌(變化)為某種狀態,這個狀態與發送方的粒子坍塌(變化)後的狀態是對稱的,然後將聯合測量的信息通過經典信道傳送給接收方,接收放根據接收到的信息對坍塌的粒子進行幺正變換(相當於逆轉變換),即可得到與發送方完全相同的未知量子態。量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。
量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。量子通信主要涉及:量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等,近來這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。基於量子力學的基本原理,並因此成為國際上量子物理和信息科學的研究熱點。
④ 量子通訊是什麼東西研究它有什麼用
什麼是量子通訊
潘建偉研究小組於2003年開始研究自由空間量子通信,他們在實驗點制備出成對的糾纏光子,再利用兩個專門設計加工的發射望遠鏡將容易發散的細小光束「增肥」後向東西相距13公里的兩個實驗站送出,兩個接收端用同樣型號的望遠鏡收集。
經過研究人員的種種努力,在如此遠距離的傳送中,雖有許多糾纏光子衰減,但仍有相當比例的「夫妻對」能存活下來並有旺盛的生命力,經單光子探測器檢測,分居東西兩地的光子「夫妻對」即使相距遙遠仍能保持相互糾纏狀態,攜帶信息的數量和質量能完全滿足基於衛星的全球化量子通信要求。
在此基礎上,研究小組進一步利用分發的糾纏光源進行絕對安全的量子保密通信。13公里不僅是目前國際上自由空間糾纏光子分發的最遠距離,也是目前國際上沒有竊聽漏洞量子密鑰分發的最大距離。
2012年8月11日我國科學家潘建偉等人近期在國際上首次成功實現百公里量級的自由空間量子隱形傳態和糾纏分發,為發射全球首顆「量子通訊衛星」奠定技術基礎。國際權威學術期刊《自然》雜志8月9日重點介紹了該成果。
量子通訊的優勢是啥
由於量子信號的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗,如果能夠在技術上實現糾纏光子再穿透整個大氣層後仍然存活並保持其糾纏特性,人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通信。
量子衛星是什麼?簡單的來說,是通訊衛星。
量子通信因其傳輸高效和絕對安全等特點,被認為是下一代通信和計算機技術的支撐性研究。由於量子不可分割、狀態不可克隆的特性,將其作為信息載體便可以實現抵禦任何竊聽的密鑰分發,進而保證傳輸內容的絕對安全。以此為核心研究內容的量子衛星通信,也已成為全球物理學研究的前沿與焦點領域。
中國的量子衛星和量子通信
我國關於量子衛星的研製始於2011年,並在2013年啟動了光纖量子通信骨幹網工程「京滬干線」項目。據了解,建成後的「京滬干線」全長2000多公里,連接北京、濟南、合肥、上海等全國多個城域網路,並將是全球首個廣域光纖量子保密通信骨幹網路。
據中國科學技術大學教授、中國科學院院士、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新主任潘建偉透露,中科院「量子科學實驗衛星」預計2016年7月發射,這既是中國首個、也是世界首個量子衛星。
該衛星的發射將使中國在國際上率先實現高速星地量子通信,連接地面光纖量子通信網路,初步構建量子通信網路。 他還透露,「京滬干線」大尺度光纖量子通信骨幹網工程預計於今年下半年交付。
據悉,這一工程將構建千公里級高可信、可擴展、軍民融合的廣域光纖量子通信網路,建成大尺度量子通信技術驗證、應用研究和應用示範平台。
2016年8月英媒稱,中國科學家將發射世界首顆「量子衛星」,這有朝一日或許有助於建立一個極其安全的全球通信網路。
英國《每日郵報》網站8月3日報道,這個重達1300磅(約合590千克)的航天器中,含有一塊能夠產生糾纏光子對的晶體,這些光子對將被發射到中國和奧地利的地面衛星接收站中,從而形成一個「密鑰」。
據《自然》雜志報道,該衛星計劃於本月晚些時候在酒泉衛星發射中心進行發射。如果這一為期兩年的研究任務的初期實驗能夠獲得成功,那麼可能很快就會再發射多顆衛星。
研究人員正在努力證明粒子即使相距極遠——該研究的實驗距離約為750英里(約合1200公里)——也能保持糾纏。
此前為證明量子通信所做的研究顯示,這一距離最長為180英里出頭。現在科學家們希望,太空中的光子傳播能夠將這一距離變得更長。
《自然》雜志解釋道,通過空氣和光纖時,光子會被分散或吸收,這給脆弱的量子態的保持帶來了挑戰。但光子在太空中的傳播卻更平順。
實現此等距離的量子通信將使建立安全的全球通信網路成為可能,通信雙方能夠使用一個共享的密鑰進行交流。
在量子物理學中,糾纏粒子即使相隔極遠,也會保持相互連接。因此,其中一個粒子的動作會影響另一個粒子的行為。如果某個人試圖在一端竊聽,那麼另一端就能檢測到這種通信干擾。
該研究任務為期兩年。在此期間,中國研究人員將進行貝爾測試,以證明在這樣一種超遠距離下,糾纏依然存在。
此外,據英國《自然》周刊報道,中國人還將嘗試「隱形傳送」量子態,即在一個新位置重建某個光子的量子態。
中國的這項實驗將嘗試創造出一種高效可靠的量子隱形傳態方法。研究人員說,實現了量子隱形傳態後,便能製造出一種解析度極高的望遠鏡。
伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的物理學家保羅·奎亞特說:「你不僅能看到那些行星,理論上來說,還能看清木星衛星上的車輛牌照。」奎亞特參與了美國航空航天局的項目。
這個中國航天器的首項任務便是將光子對發射到北京和維也納的地面接收站中,從而形成密鑰。但是,隨著研究工作的進行,這顆衛星可能很快便會迎來其他衛星的加入。
中國科學技術大學物理學家陸朝陽告訴《自然》周刊:「如果首顆衛星表現不錯,中國肯定會發射更多。」若要創建一個連接全世界的通信網路,大約需要部署20顆衛星。
⑤ 量子通信有什麼特點優勢
29日,世界首條量子保密通信干線——「京滬干線」正式開通。當日,結合「京滬干線」與「墨子號」的天地鏈路,我國科學家成功實現了洲際量子保密通信。這標志著我國在全球已構建出首個天地一體化廣域量子通信網路雛形,為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網路邁出了堅實的一步。
京滬干線」項目於2013年7月立項,由中科院統一領導,中國科學技術大學作為項目建設主體承擔,整個項目建設周期42個月。建設期間,「京滬干線」項目組突破了高速量子密鑰分發、高速高效率單光子探測、可信中繼傳輸和大規模量子網路管控監控等系列工程化實現的關鍵技術,於2017年8月底在合肥完成了全網技術驗收。
量子通信是迄今唯一被嚴格證明無條件安全的通信方式,可以有效解決信息安全問題。據悉,未來將以「京滬干線」為基礎,推動量子通信在金融、政務、國防、電子信息等領域的大規模應用,建立完整的量子通信產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統,最終構建基於量子通信安全保障的量子互聯網。此外,京滬干線的建成和開通也將吸引和培育一批量子保密通信領域的上下游企業,使量子保密通信產業成為我國重要的戰略性新興產業。
⑥ 「量子通信」的原理及其意義是
量子通信(Quantum
Teleportation)是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。
量子通信是經典資訊理論和量子力學相結合的一門新興交叉學科,與成熟的通信技術相比,量子通信具有巨大的優越性,具有保密性強、大容量、遠距離傳輸等特點,是21世紀國際量子物理和信息科學的研究熱點。
量子通信是20世紀80年代開始發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。量子通信主要涉及:量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等,21世紀初,這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展。
量子通信又稱量子隱形傳送(QuantumTeleportation),「teleportation」一詞是指一種無影無蹤的傳送過程。量子通信是由量子態攜帶信息的通信方式,它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現保密通信過程。量子通信是一種全新通信方式,它傳輸的不再是經典信息而是量子態攜帶的量子信息,是未來量子通信網路的核心要素。
按照常理,信息的傳播需要載體,而量子通信是不需要載體的信息傳遞。從物理學角度,可以這樣來想像隱形傳送的過程:先提取原物的所有信息,然後將這些信息傳送到接收地點,接收者依據這些信息,選取與構成原物完全相同的基本單元(如:原子),製造出原物完美的復製品。量子隱形傳送所傳輸的是量子信息,它是量子通信最基本的過程。人們基於這個過程提出了實現量子網際網路的構想。量子網際網路是用量子通道來聯絡許多量子處理器,它可以同時實現量子信息的傳輸和處理。相比於經典網際網路,量子網際網路具有安全保密特性,可實現多端的分布計算,有效地降低通信復雜度等一系列優點。
⑦ 量子通信的應用與用途
量子通信具有傳統通信方式所不具備的絕對安全特性,不但在國家安全、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景,而且逐漸走進人們的日常生活。
為了讓量子通信從理論走到現實,從上世紀90年代開始,國內外科學家做了大量的研究工作。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通信理論以來,美國國家科學基金會和國防高級研究計劃局都對此項目進行了深入的研究,歐盟在1999年集中國際力量致力於量子通信的研究,研究項目多達12個,日本郵政省把量子通信作為21世紀的戰略項目。我國從上世紀80年代開始從事量子光學領域的研究,近幾年來,中國科學技術大學的量子研究小組在量子通信方面取得了突出的成績。
2003年,韓國、中國、加拿大等國學者提出了誘騙態量子密碼理論方案,徹底解決了真實系統和現有技術條件下量子通信的安全速率隨距離增加而嚴重下降的問題。
2006年夏,我國中國科學技術大學教授潘建偉小組、美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室、歐洲慕尼黑大學—維也納大學聯合研究小組各自獨立實現了誘騙態方案,同時實現了超過100公里的誘騙態量子密鑰分發實驗,由此打開了量子通信走向應用的大門。
2008年底,潘建偉的科研團隊成功研製了基於誘騙態的光纖量子通信原型系統,在合肥成功組建了世界上首個3節點鏈狀光量子電話網,成為國際上報道的絕對安全的實用化量子通信網路實驗研究的兩個團隊之一(另一小組為歐洲聯合實驗團隊)。
2009年9月,潘建偉的科研團隊正是在3節點鏈狀光量子電話網的基礎上,建成了世界上首個全通型量子通信網路,首次實現了實時語音量子保密通信。這一成果在同類產品中位居國際先進水平,標志著中國在城域量子網路關鍵技術方面已經達到了產業化要求。
全通型量子通信網路是一個5節點的星型量子通信網路,克服了量子信號在商用光纖上傳輸的不穩定性是量子保密通信技術實用化的主要技術障礙,首次實現了兩兩用戶間同時進行通信,互不影響。該網路用戶間的距離可達20公里,可以覆蓋一個中型城市;容納了互聯互通和可信中繼兩種重要的量子通信組網方式,並實現了上級用戶對下級用戶的通信授權管理。
該成果首次全面展示和檢驗了量子通信系統組網和擴展的能力,標志著大規模可擴展網路量子通信技術的成熟,將量子通信實用化和產業化進程又向前推進了一大步。據稱,潘建偉團隊將與中國電子科技集團公司第38研究所等機構合作,在合肥市及周邊地區啟動建設一個40節點量子通信網路示範工程,為量子通信的大規模應用積累工程經驗。
⑧ 量子通信的作用,求詳細點
量子通信(Quantum Teleportation)是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。量子通信主要涉及:量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等,近來這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。基於量子力學的基本原理,量子通信具有高效率和絕對安全等特點,並因此成為國際上量子物理和信息科學的研究熱點
量子通信系統的基本部件包括量子態發生器、量子通道和量子測量裝置。按其所傳輸的信息是經典還是量子而分為兩類。前者主要用於量子密鑰的傳輸,後者則可用於量子隱形傳態和量子糾纏的分發。所謂隱形傳送指的是脫離實物的一種「完全」的信息傳送。從物理學角度,可以這樣來想像隱形傳送的過程:先提取原物的所有信息,然後將這些信息傳送到接收地點,接收者依據這些信息,選取與構成原物完全相同的基本單元,製造出原物完美的復製品。但是,量子力學的不確定性原理不允許精確地提取原物的全部信息,這個復製品不可能是完美的。因此長期以來,隱形傳送不過是一種幻想而已。 量子通信
1993年,6位來自不同國家的科學家,提出了利用經典與量子相結合的方法實現量子隱形傳態的方案:將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方,把另一個粒子制備到該量子態上,而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是:將原物的信息分成經典信息和量子信息兩部分,它們分別經由經典通道和量子通道傳送給接收者。經典信息是發送者對原物進行某種測量而獲得的,量子信息是發送者在測量中未提取的其餘信息;接收者在獲得這兩種信息後,就可以制備出原物量子態的完全復製品。該過程中傳送的僅僅是原物的量子態,而不是原物本身。發送者甚至可以對這個量子態一無所知,而接收者是將別的粒子處於原物的量子態上。 在這個方案中,糾纏態的非定域性起著至關重要的作用。量子力學是非定域的理論,這一點已被違背貝爾不等式的實驗結果所證實,因此,量子力學展現出許多反直觀的效應。在量子力學中能夠以這樣的方式制備兩個粒子態,在它們之間的關聯不能被經典地解釋,這樣的態稱為糾纏態,量子糾纏指的是兩個或多個量子系統之間的非定域非經典的關聯。量子隱形傳態不僅在物理學領域對人們認識與揭示自然界的神秘規律具有重要意義,而且可以用量子態作為信息載體,通過量子態的傳送完成大容量信息的傳輸,實現原則上不可破譯的量子保密通信。 1997年,在奧地利留學的中國青年學者潘建偉與荷蘭學者波密斯特等人合作,首次實現了未知量子態的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗上成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實驗中傳輸的只是表達量子信息的「狀態」,作為信息載體的光子本身並不被傳輸。最近,潘建偉及其合作者在如何提純高品質的量子糾纏態的研究中又取得了新突破。為了進行遠距離的量子態隱形傳輸,往往需要事先讓相距遙遠的兩地共同擁有最大量子糾纏態。但是,由於存在各種不可避免的環境雜訊,量子糾纏態的品質會隨著傳送距離的增加而變得越來越差。因此,如何提純高品質的量子糾纏態是目前量子通信研究中的重要課題。 國際上許多研究小組都在對這一課題進行研究,並提出了一系列量子糾纏態純化的理論方案,但是沒有一個是能用現有技術實現的。最近潘建偉等人發現了利用現有技術在實驗上是可行的量子糾纏態純化的理論方案,原則上解決了目前在遠距離量子通信中的根本問題。這項研究成果受到國際科學界的高度評價,被稱為「遠距離量子通信研究的一個飛躍」。
編輯本段研究突破
據《新科學家》雜志等媒體綜合報道,一支義大利和奧地利科學家小組宣布,他們首次識別出從地球上空1500公里處的人造衛星上反彈回地球的單批光子,實現了太空絕密傳輸量子信息的重大突破。這一突破標明在太空和地球之間可以構建安全的量子通道來傳輸信息,用於全球通信。此研究成果即將發表在《新物理學雜志》(New Journal of Physics)上。 義大利帕多瓦大學的保羅·維羅來斯和愷莎爾·巴伯利領導此研究小組,成功地利用義大利名為馬泰拉(Matera)激光測距天文台的1.5米望遠鏡向地球上空1500公里處的日本阿吉沙(Ajisai)人造衛星發射出光子並讓此衛星將這些光子反彈回到了原始出發地。這標志著無法偷聽的量子編碼通信可望通過人造衛星來實現。此消息將會大受全球通信公司和銀行的歡迎。 量子通信
2007年6月,一個由奧地利、英國、德國研究人員組成的小組在量子通信研究中通過創下了通信距離達144公里的最遠紀錄。而要達到更遠的距離很難,因為大氣容易干擾光子脆弱的量子狀態。而巴伯利小組想出了解決辦法,通過人造衛星來發送光子。由於大氣隨高度的增加而日趨稀薄,在衛星上旅行數千公里只相當於在地面上旅行8公里。 為證實地面能觀測到從軌道衛星上發送回來的光子,此研究小組從義大利馬泰拉(Matera)激光測距天文台的望遠鏡向阿吉沙(Ajisai)人造衛星發射出一束普通的激光。阿吉沙(Ajisai)人造衛星由318面鏡片組成,從精確的鏡片上反彈回來的單批光子成功地回到了此天文台。 參與此項研究的奧地利維也納的量子光學和量子信息研究所著名量子物理學家安頓·宰林格(Anton Zeilinger)認為太空至地球的量子通信是一項可行技術。宰林格正在打造一個人造衛星,用於產生糾纏光子,接收信息並對信息編碼,之後再將編碼的信息反射回來,以建立全球量子通信網路。 量子通信是利用了光子等粒子的量子糾纏原理。量子信息學告訴人們,在微觀世界裡,不論兩個粒子間距離多遠,一個粒子的變化都會影響另一個粒子的現象叫量子糾纏,這一現象被愛因斯坦稱為「詭異的互動性」。科學家認為,這是一種「神奇的力量」,可成為具有超級計算能力的量子計算機和量子保密系統的基礎。 量子通信是經典資訊理論和量子力學相結合的一門新興交叉學科,與目前成熟的通信技術相比,量子通信具有巨大的優越性,具有保密性強、大容量、遠距離傳輸等特點。量子通信不僅在軍事、國防等領域具有重要的作用,而且會極大地促進國民經濟的發展。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通信理論以來,美國國家科學基金會、國防高級研究計劃局都對此項目進行了深入的研究,歐盟在1999年集中國際力量致力於量子通信的研究,研究項目多達12個。日本郵政省把量子通信作為21世紀的戰略項目。
編輯本段中國研究
中國科技大學合肥微尺度物質科學國家實驗室的潘建偉教授及其同事,利用冷原子量子存儲技術在國際上首次實現了具有存儲和讀出功能的糾纏交換,建立了由300米光纖連接的兩個冷原子系綜之間的量子糾纏。這種冷原子系綜之間的量子糾纏可以被讀出並轉化為光子糾纏以進行進一步的傳輸和量子操作。該實驗成果完美地實現了長程量子通信中亟需的「量子中繼器」,向未來廣域量子通信網路的最終實現邁出了堅實的一步。 量子通信
類比於傳統的電子通信中為了補償電信號衰減而進行整形和放大的電子中繼器,奧地利科學家在理論上提出,可以通過量子存儲技術和量子糾纏交換和純化技術的結合來實現量子中繼器,從而最終實現大規模的長程量子通信。量子存儲的實驗實現卻一直存在著很大的困難。為了解決量子存儲問題,國際上人們做了大量的研究工作。比如段路明及其奧地利、美國的合作者就曾於2001年提出了基於原子系綜的另一類量子中繼器方案。由於這一方案具有易於實驗實現的優點,受到了學術界的廣泛重視。然而,隨後的研究表明,由於這一類量子中繼器方案存在著諸如糾纏態對信道長度抖動過於敏感、誤碼率隨信道長度增長過快等嚴重問題,無法被用於實際的長程量子通信中。 為了解決上述困難,潘建偉、陳增兵和趙博等在理論上提出了具有存儲功能、並且對信道長度抖動不敏感、誤碼率低的高效率量子中繼器方案。同時,潘建偉研究小組與德國、奧地利的科學家經過多年的合作研究,在逐步實現了光子—原子糾纏、光子比特到原子比特的量子隱形傳態等重要階段性成果的基礎上,最終實驗實現了完整的量子中繼器基本單元。由於量子中繼器實驗實現在量子信息研究中的重要意義,
編輯本段發展史
1993年,C.H.Bennett提出了量子通信的概念;同年,6位來自不同國家的科學家,提出了利用經典與量子相結合的方法實現量子隱形傳送的方案:將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方,把另一個粒子制備到該量子態上,而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是:將原物的信息分成經典信息和量子信息兩部分,它們分別經由經典通道和量子通道傳送給接收者。經典信息是發送者對原物進行某種測量而獲得的,量子信息是發送者在測量中未提取的其餘信息;接收者在獲得這兩種信息後,就可以制備出原物量子態的完全復製品。該過程中傳送的僅僅是原物的量子態,而不是原物本身。發送者甚至可以對這個量子態一無所知,而接收者是將別的粒子處於原物的量子態上。在這個方案中,糾纏態的非定域性起著至關重要的作用。量子隱形傳態不僅在物理學領域對人們認識與揭示自然界的神秘規律具有重要意義,而且可以用量子態作為信息載體,通過量子態的傳送完成大容量信息的傳輸,實現原則上不可破譯的量子保密通信。 1997年,在奧地利留學的中國青年學者潘建偉與荷蘭學者波密斯特等人合作,首次實現了未知量子態的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗上成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實驗中傳輸的只是表達量子信息的「狀態」,作為信息載體的光子本身並不被傳輸。
編輯本段以實驗駁倒愛因斯坦
在2008年8月14日出版的最新一期《自然》雜志上,瑞士的5位科學家公布了他們的這項最新研究成果。瑞士科學家表示,原子、電子以及宇宙空間其他所有的微觀物質都可能會表現出異常奇怪的行為,其行為規律可能與我們日常生活中傳統的科學規律完全背道而馳。比如,物體可以同時存在於兩個或多個場所;可以同時以相反的方向旋轉。這種現象也許只有通過量子物理學來解釋。量子物理學認為,任何事物之間都可能存著某種特定的聯系。發生於某一物體之上的事件,可能同時對其他物體也會產生影響。這種現象稱為「量子糾纏」。不管物體之間的距離有多遠,同樣存在「量子糾纏」的關系。 愛因斯坦堅決反對「量子糾纏」理論,甚至將其戲稱為「遙遠的鬼魅行為」。根據量子力學理論的描述,兩個處於糾纏態的粒子無論相距多遠,都能「感知」和影響對方的狀態。幾十年來,物理學家試圖驗證這種神奇特性是否真實,以及決定它的幕後原因。其實,我們可以運用形象化的說明來解釋這種現象。被糾纏的物體釋放出某種不明粒子或其他形式的高速信號,從而對其夥伴產生影響。此前,已有實驗證實傳統物理學領域中某種隱藏信號的存在,從而打消了人們對於這種隱藏信號的種種疑問。但是,仍然有一個奇怪的可能性沒有得到證實,即這種未知信號的傳輸速率可能會比光速還要高。 為了證實這種可能性,瑞士科學家開始著手對一對相互糾纏的光子進行實驗研究。首先,研究人員們將光子對拆散;然後,通過由瑞士電信公司提供的光纖向兩個村莊接收站進行傳送,接收站之間相距大約18公里。沿途光子會經過特殊設計的探測器,因此研究人員能夠隨時確定它們從出發到終點的「顏色」。最終,接收站證實每對相互糾纏的光子被分開傳送到接收站後,兩者之間仍然存在糾纏關系。通過對其中一個光子的分析,科學家可以預測另一光子的特徵。在實驗中,任何隱藏信號從此接收站傳送到彼接收站,僅僅需要一百萬兆分之一秒。這一傳輸速率保證了接收站能夠准確地檢測到光子。由此可以推測任何未知信號的傳輸速率至少是光速的10000倍。 而愛因斯坦不僅不接受「量子糾纏」的思想,並且還堅持認為不可能存在比光速還要快的信號,任何比光速快的「鬼魅似的遠距作用」都是不可思議的。根據1905年出版的愛因斯坦的相對論,他認為沒有物體的運動速度能夠超過光速。愛因斯坦解釋說,光速屬於自然界的一個基本常數:對於空間內所有的觀察者來說,光速都是一樣的。同樣是愛因斯坦的相對論解釋說,當物體加速時,物體本身的質量增加,而加速需要能量。隨著物體質量的增加,維持速度所需的能量也更多。當物體以接近光速運行時,愛因斯坦經過計算說,它的質量將達到無限大,所以要使得物體繼續運行的能量也要無限大,而要超過這一極限是不可能的。 而科學家們從實驗中得到的結論,既可以反駁愛因斯坦的「錯誤」觀點,也可以用來解釋同一事物同時出現在不同地點這一奇異現象。愛因斯坦都無法解釋的奇怪行為,正是量子物理學和量子通信的魅力之處
⑨ 說說量子通信的原理及其意義
量子通信(Quantum Teleportation)是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。
量子通信是經典資訊理論和量子力學相結合的一門新興交叉學科,與成熟的通信技術相比,量子通信具有巨大的優越性,具有保密性強、大容量、遠距離傳輸等特點,是21世紀國際量子物理和信息科學的研究熱點。
⑩ 量子通信技術為國家的網路安全罩上了一層天網與美國的標准來說我國已經在什麼戰爭中搶先取得了技術優勢
為三維戰爭。
量子通信具有傳統通信方式所不具備的絕對安全特性,不但在國家安全、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景,而且逐漸走進人們的日常生活。
該成果首次全面展示和檢驗了量子通信系統組網和擴展的能力,標志著大規模可擴展網路量子通信技術的成熟,將量子通信實用化和產業化進程又向前推進了一大步。潘建偉團隊將與中國電子科技集團公司第38研究所等機構合作,在合肥市及周邊地區啟動建設一個40節點量子通信網路示範工程,為量子通信的大規模應用積累工程經驗。
(10)量子通信對計算機網路的推動擴展閱讀:
量子通信的相關內容:
1、量子通信具有很多特點,其中與傳統的通信方式相較,量子通信最大的優勢就是絕對安全和高效率性,量子通信會將信息進行加密傳輸,在這個過程中密鑰不是一定的,充滿隨機性。
2、將聯合測量的信息通過經典信道傳送給接收方,接收方根據接收到的信息對坍塌的粒子進行幺正變換(相當於逆轉變換),即可得到與發送方完全相同的未知量子態。