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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

來源：整理時(shí)間：2023-08-15 16:17:13 編輯：智能門戶手機(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”原則開發(fā)的加密方法，如果被竊聽，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：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)象被愛因斯坦稱為“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)依賴于對(duì)兩個(gè)糾纏的粒子之一測(cè)量什么，直接通過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，就可以制備出原來量子態(tài)的完全復(fù)制品。該過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位來自不同國家的科學(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。 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)無關(guān)。 Bob將即己測(cè)到的結(jié)果，通過經(jīng)典通道（打電話、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(邏輯門操作)的物理過程?；诮?jīng)典比特的非0即1的確定特征，經(jīng)典算法是通過經(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)算過程中的不可逆操作”的發(fā)現(xiàn)表明，雖然物理原理并沒有限制能耗的下限，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。直觀地說，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。從理論觀念的角度講，量子計(jì)算的想法與美國著名物理學(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)過程”的看法直接相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，1985年，英國牛津大學(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，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至于為什么可以這樣目前理論無法解釋

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