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”驗證項目評審?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，公然挑釁相對論？全球量子網(wǎng)絡(luò)有望成為現(xiàn)實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安全等特點，并因此成為國際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點。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度是不同的。首先光通信一般用的都是強光，通過偏振或相位等等的調(diào)制方式來實現(xiàn)的。而量子通信討論的是光子級別的很

2、弱的光（或者不能叫做光了），通過對光子態(tài)的調(diào)制（其實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。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)勢不是超光速，而是其保密性。有實驗證明量子不經(jīng)過傳遞出現(xiàn)在另一個地方，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 視距離的實時變化嗎，光纖是用來傳輸什么的？ 光纖相當于一個傳播的途徑；至于隱形傳送，若糾纏態(tài)粒子沒有一個（或幾個，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)先傳送過去的一個或幾個粒子是一直留存

3、在對方，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)展時期，還不夠完善。望能參考上世紀在CERN進行的驗證實驗（檢驗愛因斯坦定義域和玻爾非定義域誰對誰錯的實驗），也可以看看史硯華在馬里蘭大學(xué)進行的一些實驗。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：制備一對糾纏光子對，一個光子發(fā)送給有原始量子態(tài)（即第三個光子）的一方（甲），另一個光子發(fā)送給要復(fù)制上述那個第三光子的量子態(tài)的一方（乙）。甲讓收到的一個光子與第三光子相互干涉（又稱為“再糾纏”），甲

4、再隨機選取偏振片的方向測量干涉的結(jié)果，將測量方向與結(jié)果都告訴乙（經(jīng)普通信道）；乙據(jù)此選擇相應(yīng)的測量方向測量他收到的光子，就能使該光子處于上述那個第三光子的量子態(tài)。再如生成量子密鑰是這樣的：制備一批糾纏光子對，一個光子發(fā)送給發(fā)信方，另一個光子發(fā)送給收信方。測量光子極化方向的偏振片的方位約定好兩種。兩人每次測量一個光子時選擇的方向都是隨機的，但要記錄下每次選擇的方向，當然也要記錄下每次測量的結(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量方向的記錄，那些測量方向不一致的測量結(jié)果的記錄都舍去不要，剩下的那些測量方向相同所對應(yīng)的測量結(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所對應(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能帶中的某條能級所對應(yīng)的能量。好比在一個教室中有許多座位，某個學(xué)生可以去占據(jù)某個座位，某個座位也可以空著。這里的座位就相當于量子態(tài)，學(xué)生就相當于微觀粒子。量子態(tài)隱形傳輸技術(shù)能傳實物不? 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是否是同一個量子態(tài)？ 為正交的兩個不同量子態(tài)。6為什么要識別量子態(tài)？ 量子信息在量子態(tài)中，不識別量子態(tài)，就無法進行量子信息處理。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、量子計算機。什么是量子糾纏態(tài)？ 糾纏態(tài)這個概念其實很寬泛，在量子力學(xué)里，描述一個物體或一個系統(tǒng)可以用波函數(shù)來表示。假設(shè)有一個系統(tǒng)S1，它的獨立自由度有m個，如果它是獨立系統(tǒng)，描述它的波函數(shù)是(x1,x2.xm),另一個系統(tǒng)為S2,他的獨立自由度為n個，作為獨立系統(tǒng)時它的波函數(shù)是g(y1,y2.yn),當兩者之間有相互作用時，這兩個系統(tǒng)本身不是獨立系統(tǒng)，但假設(shè)聯(lián)合起來

7、它們?nèi)钥梢宰鳛橐粋€獨立系統(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)），這時就可以稱系統(tǒng)S1和S2糾纏。這個概念很寬泛，EPR對是m=n=1時的情況，而當S1為被測系統(tǒng)，S2為環(huán)境時，m比較小，n十分巨大，此時一個相關(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S1或S2的觀測，導(dǎo)致波函數(shù)塌縮，這就是在驗證EPR時做的。另一種手段就是在量子計算中，通過引入光脈沖，人為的減小環(huán)境對被測系統(tǒng)的影響。量子糾纏態(tài)為何與相對論矛盾？ 相對論的基礎(chǔ)是光速為極限速度，不會有超越光速的速度。而量子

8、糾纏態(tài)的實驗表明，一對處于糾纏態(tài)的粒子A和B，不管A、B相距多遠，A的狀態(tài)一改變，B的狀態(tài)會同時發(fā)生改變，這種A、B間信息的傳遞速度超越了光速。所以，認為量子糾纏態(tài)與相對論矛盾。當然也有人認為量子糾纏態(tài)傳遞的信息不含有質(zhì)量和能量成分，所以與相對論并不矛盾。因為量子糾纏態(tài)屬于前沿學(xué)科，到底誰對誰錯還有待人們進一步探索。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、波次、頻率。量子糾纏跟距離有沒有關(guān)系，為什么說會隨著距離衰減？ 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”，是在實際應(yīng)用中。這就好比是：給物體一個初速度，物體將按此速

9、度勻速直線前進，但生產(chǎn)出來的汽車在路上前進時，只給一個初速度是不行的，必須時刻給一個動力，因為摩擦力是不可避免的。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驗系統(tǒng).該系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)組成,分別使用衰減激光作為單光子源和糾纏光子對作為光源,可以分別研究單光子脈沖系統(tǒng)與糾纏光子對系統(tǒng)的大氣傳輸特性,并進行了兩種自由空間量子通信方式的性能對比分析.結(jié)果表明,低層大氣對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跟蹤技術(shù)研究.pdf分析了ATP跟瞄相機的探測采樣頻率、閉環(huán)信號延時對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)延時的高帶寬設(shè)計思路,設(shè)計并實現(xiàn)了高帶寬ATP跟蹤系統(tǒng).仿真分析和試驗測試結(jié)果表明:使用該跟瞄相機的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. 基于光子軌道角動量糾纏的壓縮關(guān)聯(lián)成像研究.pdf基于光子軌道角動量糾纏的壓縮關(guān)聯(lián)成像研究（南京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文-李永強）11 利

11、用量子計算語言進行量子通信仿真.pdf量子通信是利用量子位進行信息傳送的一種絕對安全的通信方式.將一種用于量子計算仿真的量子計算語言引入量子通信的研究中,實現(xiàn)了一種典型的量子安全直接通信協(xié)議的正確性、安全性仿真驗證,并得到各種性能指標.仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果的一致性驗證了利用量子計算語言進行量子通信協(xié)議仿真的可行性.量子計算語言的引入,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通信在航海、航空領(lǐng)域中對于遠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象,提出了一種新的星上交換算法終端測距法

12、.利用該算法測得終端到相鄰小區(qū)中心的距離,并將測得的數(shù)據(jù)上傳給當前服務(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)境量子噪音對信令遠程傳輸?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,并對量子信令遠程傳輸成功率進行了仿真研究.結(jié)果表明:量子信令遠程傳輸成功率與噪音功率譜密度、傳輸距離和中繼次數(shù)三個因素密切相關(guān)；當噪音功率譜密度12我國可燃冰勘探取樣年內(nèi)啟動勘探開采等重大技術(shù)有待突破.pdf我國對天然氣水合物（又稱“可燃冰”）的勘探或在

13、2013年取得新進展。記者日前從中國南海油氣勘探開發(fā)論壇上獲悉，繼2007年在南海神狐海域首次取樣后，2013年我國將在南海再次對海底可燃冰進行勘探取樣。 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,是公認的21世紀替代能源和清潔能源,開發(fā)利用潛力巨大,我國已將其納入科技重大項目973計劃,并已成功獲得了天然氣水合 物的巖心樣品.本文簡要介紹了可燃冰的儲量、分布和研究現(xiàn)狀,重點介紹了可燃冰的開采方法以及開采過程中的難點問題.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。從量子通信的基本原理出發(fā)，詳細介紹了量子糾纏態(tài)和Bell基等概念，并闡述了通信雙方如何進行量子通信。針對二粒子糾纏系統(tǒng)的通信用Matlab軟件進行了仿真，通過仿真進一步驗證了此過程的正確性。 BB84量子密鑰研究及其計算機仿真.pdfBB84量子密鑰研究及其計算機仿真（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糾錯碼算法及應(yīng)用方案研究.pdf量子LDPC糾錯碼算法及應(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碼和檢錯重傳策略的量子直傳通信方案.pdf針對現(xiàn)有量子信息