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量子通信原理，什么是量子通信量子通信技術(shù)是什么意思

來(lái)源：整理時(shí)間：2023-08-15 16:17:13 編輯：智能門(mén)戶(hù) 手機(jī)版

本文目錄一覽

1，什么是量子通信量子通信技術(shù)是什么意思
2，量子通信的原理和量子通信系統(tǒng)的構(gòu)成
3，量子傳輸是怎么一回事
4，量子隱形傳態(tài)的原理是什么有哪些應(yīng)用
5，量子通信如何保證資料的安全性
6，量子通訊是如何進(jìn)行的和量子計(jì)算機(jī)是怎么一回事

1，什么是量子通信量子通信技術(shù)是什么意思

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。

什么是量子通信量子通信技術(shù)是什么意思

2，量子通信的原理和量子通信系統(tǒng)的構(gòu)成

當(dāng)前量子通信領(lǐng)域是一個(gè)熱點(diǎn)，量子通信分為“量子密碼”和“超光速通信”兩個(gè)領(lǐng)域，前者是根據(jù)“不確定性”原則開(kāi)發(fā)的加密方法，如果被竊聽(tīng)，那么會(huì)因攜帶信息的量子的狀態(tài)被改變而被發(fā)現(xiàn)，而后者則是利用粒子的“糾纏狀態(tài)”發(fā)送信息。

量子通信的原理和量子通信系統(tǒng)的構(gòu)成

3，量子傳輸是怎么一回事

量子傳輸是一種全新通信方式，它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息，是未來(lái)量子通信網(wǎng)絡(luò)的核心要素。利用量子糾纏技術(shù)，需要傳輸?shù)牧孔討B(tài)如同科幻小說(shuō)中描繪的“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)地方瞬間神秘出現(xiàn)。

量子傳輸是怎么一回事

4，量子隱形傳態(tài)的原理是什么有哪些應(yīng)用

量子隱形傳態(tài)與量子密碼關(guān)系：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信方是近二十年發(fā)展起來(lái)的新興交叉科學(xué)，它具有高效率和絕對(duì)安全等特點(diǎn)。量子通信按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子而分為兩類(lèi)：A 經(jīng)典主要用于量子密鑰的傳輸；B 量子則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。

5，量子通信如何保證資料的安全性

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(xué)告訴人們，在微觀(guān)世界里，不論兩個(gè)粒子間距離多遠(yuǎn)，一個(gè)粒子的變化都會(huì)影響另一個(gè)粒子的現(xiàn)象叫量子糾纏，這一現(xiàn)象被愛(ài)因斯坦稱(chēng)為“詭異的互動(dòng)性”?？茖W(xué)家認(rèn)為，這是一種“神奇的力量”，可成為具有超級(jí)計(jì)算能力的量子計(jì)算機(jī)和量子保密系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

6，量子通訊是如何進(jìn)行的和量子計(jì)算機(jī)是怎么一回事

量子通訊是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子離物傳態(tài)(又稱(chēng)量子隱形傳態(tài)）是這種新型的通訊方式的原理演示。由于量子糾纏代表的關(guān)聯(lián)依賴(lài)于對(duì)兩個(gè)糾纏的粒子之一測(cè)量什么，直接通過(guò)量子糾纏不能傳遞物體的全部信息。但是，我們卻可以設(shè)想這樣的量子通訊過(guò)程：將某物體待傳遞量子態(tài)的信息分成經(jīng)典和量子兩個(gè)部分，它們分別經(jīng)由經(jīng)典通道和量子通道傳送給接收者。經(jīng)典信息是發(fā)送者對(duì)原物進(jìn)行某種測(cè)量而提取的，量子信息是發(fā)送者在測(cè)量中未提取的大量信息；接收者在獲得這兩種信息后，就可以制備出原來(lái)量子態(tài)的完全復(fù)制品。該過(guò)程中傳送的僅僅是該物體的量子態(tài)，而不是該物體本身。發(fā)送者甚至可以對(duì)這個(gè)待傳量子態(tài)一無(wú)所知，而接收者則能將他持有的粒子處于原物體的量子態(tài)上。利用這種量子糾纏特性，Bennet和其他5位來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家等在1993年提出了演示這種量子通訊的量子離物傳態(tài)（Teleportation）方案：通過(guò)在經(jīng)典信道中送2個(gè)比特的信息破壞空間某點(diǎn)的量子態(tài)，可以在空間不同點(diǎn)制備出一個(gè)相同的量子態(tài). 要指出的是，通常的離物傳態(tài)（Teleportation）描述了這樣一種奇妙的、有點(diǎn)象科幻小說(shuō)的場(chǎng)景：某人突然消失掉，而在遠(yuǎn)處莫明其妙地顯現(xiàn)出來(lái)。 Bennet等人的量子離物傳態(tài)方案具體描述如下：設(shè)想Bob要將他持有的粒子B的未知量子態(tài)|u>=a|0>+b|1> 傳給遠(yuǎn)方的持有粒子A 的Alice. 他可以操控他持有的粒子B和由BBO型量子糾纏源分發(fā)給來(lái)的粒子S。由于量子糾纏源產(chǎn)生了粒子A和粒子S的量子糾纏態(tài)|ERP>, Bob對(duì)粒子B和粒子S的聯(lián)合測(cè)量結(jié)果（依賴(lài)于對(duì)A和S的4個(gè)Bell基的區(qū)分），會(huì)導(dǎo)致Alice持有的粒子A塌縮到一個(gè)與|u>相聯(lián)系的狀態(tài)|u>=W|u> 上, 其中幺正變換W 完全由Bob對(duì)粒子A和粒子S的聯(lián)合測(cè)量結(jié)果的2個(gè)比特經(jīng)典信息決定，而與待傳的未知量子態(tài)無(wú)關(guān)。 Bob將即己測(cè)到的結(jié)果，通過(guò)經(jīng)典通道（打電話(huà)、發(fā)傳真或 e-mail等）告訴Alice。遠(yuǎn)方的Alice 就知道粒子A已經(jīng)塌縮到|u>上.選取合適的么正變換W+ , Alice便可以將粒子A制備在|u>上了。量子計(jì)算機(jī)從原理上講, 經(jīng)典計(jì)算可以被描述為對(duì)輸入信號(hào)序列按一定算法進(jìn)行變換(邏輯門(mén)操作)的物理過(guò)程?；诮?jīng)典比特的非0即1的確定特征，經(jīng)典算法是通過(guò)經(jīng)典計(jì)算機(jī)(或經(jīng)典圖靈機(jī))的內(nèi)部邏輯電路加以實(shí)現(xiàn)的.而量子計(jì)算，則是基于量子比特的既 |0> 又 |1>相干疊加特征，對(duì)可由量子疊加態(tài)描述的輸入信號(hào),根據(jù)量子的算法要求，進(jìn)行叫做“量子邏輯門(mén)操作”的幺正變換. 這是一個(gè)被人為控制的、以輸入態(tài)為初態(tài)的量子物理演化過(guò)程。對(duì)末態(tài)— 輸出態(tài)進(jìn)行量子測(cè)量，給出量子計(jì)算的結(jié)果. 顧名思義，所謂的量子計(jì)算機(jī)(quantum computer) 就是實(shí)現(xiàn)這種量子計(jì)算過(guò)程的機(jī)器。量子計(jì)算機(jī)的概念最早源于二十世紀(jì)六、七十年代對(duì)克服能耗問(wèn)題的可逆計(jì)算機(jī)的研究.計(jì)算機(jī)芯片的發(fā)熱，影響芯片的集成度，從而大大限制了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度. Landauer 關(guān)于“能耗產(chǎn)生于計(jì)算過(guò)程中的不可逆操作”的發(fā)現(xiàn)表明，雖然物理原理并沒(méi)有限制能耗的下限，但必須將不可逆操作改造為可逆操作，才能大大提高芯片的集成度。直觀(guān)地說(shuō)，當(dāng)電路集成密度很大時(shí)，Δx很小時(shí)，Δp就會(huì)很大，電子不再被束縛，就會(huì)出現(xiàn)量子物理所描述的量子干涉效應(yīng)，從而破壞傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片的功能。對(duì)于現(xiàn)有的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)，量子力學(xué)的限制似乎是一個(gè)不可逾越的障礙。只有量子力學(xué)中的幺正變換，才能真正地實(shí)現(xiàn)可逆操作。從理論觀(guān)念的角度講，量子計(jì)算的想法與美國(guó)著名物理學(xué)家R. Feynman “不可能用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)全面模擬量子力學(xué)過(guò)程”的看法直接相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，1985年，英國(guó)牛津大學(xué)的D. Deutsch初步闡述了量子圖靈機(jī)的概念，并且指出了量子圖靈機(jī)可能比經(jīng)典圖靈機(jī)具有更強(qiáng)大的功能。1995年，Shor提出了大數(shù)因子化量子算法,并有其他人演示了量子計(jì)算在冷卻離子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的可能性，量子計(jì)算機(jī)的研究才變成物理學(xué)家、計(jì)算機(jī)專(zhuān)家和數(shù)學(xué)家共同關(guān)心的交叉領(lǐng)域研究課題。量子并行性是量子計(jì)算的關(guān)鍵所在。顯而易見(jiàn)，描述有2個(gè)比特的量子計(jì)算機(jī),需要4個(gè)系數(shù)數(shù)字；描述n個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)就需要2n個(gè)系數(shù)數(shù)字。例如，如果n等于50，那就需要大約1015個(gè)數(shù)來(lái)描述量子計(jì)算機(jī)的所有可能狀態(tài)。雖然n增大時(shí)所有可能狀態(tài)的數(shù)目將迅速變成一個(gè)很大的集合，但由于態(tài)疊加原理，量子計(jì)算機(jī)操作—幺正變換能夠?qū)μ幱诏B加態(tài)的所有分量同時(shí)進(jìn)行。這就是所謂的量子并行性。由于這一奇妙的內(nèi)稟并行性，一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)僅僅靠一個(gè)處理器就能夠很自然地同時(shí)進(jìn)行非常多的運(yùn)算。典型的量子計(jì)算有Shor的大數(shù)因子化和Grover的數(shù)據(jù)庫(kù)量子搜索。

利用量子糾纏就是這邊一個(gè)量子比如是上旋的那邊是下旋的那么當(dāng)這邊的量子狀態(tài)變成下旋時(shí)那邊就立即變成上旋這樣就可以通行了不過(guò)至于為什么可以這樣目前理論無(wú)法解釋

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