說說量子通訊的原理及其意義,「量子通訊」的原理及其意義是?

2021-03-19 00:31:51 字數 4448 閱讀 8454

1樓:反光鏡

更快的速度,更遠的範圍和更小的體積

「量子通訊」的原理及其意義是?

2樓:我是藍空一顆星

量子通訊(quantum teleportation)是指利用量子糾纏效應進行資訊傳遞的一種新型的通訊方式。

量子通訊是經典資訊理論和量子力學相結合的一門新興交叉學科,與成熟的通訊技術相比,量子通訊具有巨大的優越性,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資訊科學的研究熱點。

量子通訊是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。量子通訊主要涉及:量子密碼通訊、量子遠端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。

量子通訊又稱量子**傳送(quantumteleportation),「teleportation」一詞是指一種無影無蹤的傳送過程。量子通訊是由量子態攜帶資訊的通訊方式,它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現保密通訊過程。量子通訊是一種全新通訊方式,它傳輸的不再是經典資訊而是量子態攜帶的量子資訊,是未來量子通訊網路的核心要素。

按照常理,資訊的傳播需要載體,而量子通訊是不需要載體的資訊傳遞。從物理學角度,可以這樣來想象**傳送的過程:先提取原物的所有資訊,然後將這些資訊傳送到接收地點,接收者依據這些資訊,選取與構成原物完全相同的基本單元(如:

原子),製造出原物完美的複製品。量子**傳送所傳輸的是量子資訊,它是量子通訊最基本的過程。人們基於這個過程提出了實現量子因特網的構想。

量子因特網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資訊的傳輸和處理。相比於經典因特網,量子因特網具有安全保密特性,可實現多端的分佈計算,有效地降低通訊複雜度等一系列優點。

簡介量子通訊的原理的主要內容

3樓:love就是不明白

量子通訊是指利用量子糾纏效應進行資訊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。量子通訊主要涉及:

量子密碼通訊、量子遠端傳態和量子密集編碼等.

光量子通訊主要基於量子糾纏態的理論,使用量子**傳態(傳輸)的方式實現資訊傳遞。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訊的過程如下:事先構建一對具有糾纏態的粒子,將兩個粒子分別放在通訊雙方,將具有未知量子態的粒子與傳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,這個狀態與傳送方的粒子坍塌(變化)後的狀態是對稱的,然後將聯合測量的資訊通過經典通道傳送給接收方,接收方根據接收到的資訊對坍塌的粒子進行么正變換(相當於逆轉變換),即可得到與傳送方完全相同的未知量子態。

量子通訊的基本原理是什麼?

4樓:陡變吧

量子通訊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。按其所傳輸的資訊是經典還是量子而分為兩類。前者主要用於量子金鑰的傳輸,後者則可用於量子**傳態和量子糾纏的分發。

所謂**傳送指的是脫離實物的一種「完全」的資訊傳送。從物理學角度,可以這樣來想象**傳送的過程:先提取原物的所有資訊,然後將這些資訊傳送到接收地點,接收者依據這些資訊,選取與構成原物完全相同的基本單元,製造出原物完美的複製品。

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資訊,這個複製品不可能是完美的。因此長期以來,**傳送不過是一種幻想而已。

2023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**傳態的方案:將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方,把另一個粒子製備到該量子態上,而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是:

將原物的資訊分成經典資訊和量子資訊兩部分,它們分別經由經典通道和量子通道傳送給接收者。經典資訊是傳送者對原物進行某種測量而獲得的,量子資訊是傳送者在測量中未提取的其餘資訊;接收者在獲得這兩種資訊後,就可以製備出原物量子態的完全複製品。該過程中傳送的僅僅是原物的量子態,而不是原物本身。

傳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製備兩個粒子態,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**傳態不僅在物理學領域對人們認識與揭示自然界的神祕規律具有重要意義,而且可以用量子態作為資訊載體,通過量子態的傳送完成大容量資訊的傳輸,實現原則上不可破譯的量子保密通訊。2023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端傳輸。

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資訊的「狀態」,作為資訊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**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噪聲,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訊研究中的重要課題。

近年,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訊中的根本問題。這項研究成果受到國際科學界的高度評價,被稱為「遠距離量子通訊研究的一個飛躍」。

量子通訊的原理是什麼?

5樓:sz一季

量子通訊是根據量子力學原理,提供一種全新方式對資訊進行編碼、儲存、傳輸和邏輯操作,並對光子、原子等微觀粒子進行精確操縱,以確保通訊安全和提升計算速度等的通訊方式。--【ofweek光通訊網】

6樓:碩振華釁琴

上世紀下半葉以來,科學家在「海森堡測不準定理」和「單量子不可複製定理」上,逐漸建立了量子密碼術的概念。「海森堡測不準原理」是量子力學的基本原理,指在同一時刻以相同精度測定量子的位置與動量是不可能的,只能精確測定兩者之一。「單量子不可複製定理」是「海森堡測不準原理」的推論,指在不知道量子狀態的情況下複製單個量子是不可能的,因為要複製單個量子就只能先作測量,而測量必然改變數子的狀態。

量子密碼術突破了傳統加密方法的束縛,以量子狀態作為金鑰具有不可複製性,可以說是「絕對安全」的。任何截獲或測試量子金鑰的操作,都會改變數子狀態。這樣截獲者得到的只是無意義的資訊,而資訊的合法接收者也可以從量子態的改變,知道金鑰曾被擷取過。

與公開金鑰演算法不同,當量子計算機出現,量子密碼術仍是安全的。在傳送者和接收者之間傳送量子金鑰的一種方式是,鐳射發射以兩種模式中的一種極化的單光子。在第一種模式中,光子垂直或水平擺放(直線模式);在第二種模式中,光子與垂直線呈

45度角擺放(斜線模式)。

傳送者(密碼學家通常稱之為艾麗斯)傳送一串位元序列(量子振動的方向,即它們的偏振態,代表0或1

,形成一連串的量子位,或稱量子位元)。隨機選擇光子直線或斜線的傳送模式。接收者(在密碼學語言中稱為鮑勃)同樣隨機決定對接收位元的測量模式。

海森伯的測不準原理表明,鮑勃只能用一種模式測量光子,而不能同時使用兩種模式。只有鮑勃測量的模式和艾麗斯傳送的模式相同,才能保證光子方向準確,從而保留準確數值。

傳送完成後,鮑勃告訴艾麗斯,他使用哪種模式接收每一個光子,這一過程無須保密。然而,他不會透露每個光子代表的0或1

的數值。然後,艾麗斯告訴鮑勃哪些模式是正確的。雙方都將接收模式不正確的光子視為無效。正確的測量模式組成一個金鑰,作為用來加密或解密一條資訊的演算法的輸入值。

如果有人試圖攔截光子流(稱她為伊芙),海森伯的原理使她無法用兩種模式同時測量。如果她用錯誤的模式對某一光子進行測量,必然會發生誤差。通過對所選光子的比較和對誤差的檢查,艾麗斯和鮑勃就能夠發現竊聽者的存在。

量子通訊是個什麼原理

7樓:匿名使用者

量子通抄

信主要基於量子糾襲纏態的理論,使用量子**傳態(傳輸)的方式實現資訊傳遞。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訊的過程如下:事先構建一對具有糾纏態的粒子,將兩個粒子分別放在通訊雙方,將具有未知量子態的粒子與傳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,這個狀態與傳送方的粒子坍塌(變化)後的狀態是對稱的,然後將聯合測量的資訊通過經典通道傳送給接收方,接收放根據接收到的資訊對坍塌的粒子進行么正變換(相當於逆轉變換),即可得到與傳送方完全相同的未知量子態。

量子通訊用的是什麼原理啊?

量子通訊衛星的原理是什麼?

8樓:張力老師

量子通訊衛星就是通過衛星,連線地面光纖量子通訊網路,形成天地一體化的量子通訊網路。它具有保密性超強(目前理論上不能破解)、量子傳態等特點,是世界通訊發展的方向。

量子通訊的簡介,簡介量子通訊的原理的主要內容

量子通訊是指利用量子糾纏效應進行資訊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。量子通訊主要涉及 量子密碼通訊 量子遠端傳態和量子密集編碼等.光量子通訊主要基於量子糾纏態的理論,使用量子 傳態 傳輸 的方式實現資訊傳遞。根據實驗驗證,具...

量子通訊會對通訊業帶來什麼影響,應用的量子通訊技術有何軍事意義

關於這個問題,量子通訊對通訊業的影響應該從量子通訊的意義說起。量子物理與資訊學科在近代相結合,產生了兩個最為引人矚目的新學科 量子通訊和量子計算。量子計算革新了原有的計算規則,若是量子計算 機 能夠得以正式應用,那麼計算的速率將會得到指數級的提升。而現有的採用基於單向陷門函式的保密通訊,在量子計算下...

簡述量變與質變的辯證關係原理及其意義

量變 事物在數量上的增減和場所的更換。又稱漸變。是事物運動的基本狀態之一,與質變相對。質變 事物從一種質態向另一種質態的轉變。事物運動的基本狀態之一。同量變相對。又稱突變。量變和質變的辯證關係 唯物辯證法認為,量變和質變是事物發展變化的兩種基本的狀態。任何事物的發展變化都不可能沒有量變,也不可能沒有...