量子通信簡介

2024年1月8日發(fā)(作者：友善之臂官網(wǎng))

量子通信簡介

作者：楊立峰 劉建新

來源：《中國電子商情》2013年第20期

量子通信（Quantum Teleportation）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。量子通信是20世紀80年代開始發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科，量子密碼通信、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等。這門學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒灒⑾驅(qū)嵱没l(fā)展。

一、簡介

量子通信又稱量子隱形傳送（Quantum Teleportation），量子通信是由量子態(tài)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(xiàn)保密通信過程。量子通信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。

量子隱形傳送所傳輸?shù)氖橇孔有畔ⅲ橇孔油ㄐ抛罨镜倪^程。人們基于這個過程提出了實現(xiàn)量子因特網(wǎng)的構(gòu)想。量子因特網(wǎng)是用量子通道來聯(lián)絡(luò)許多量子處理器，它可以同時實現(xiàn)量子信息的傳輸和處理。相比于經(jīng)典因特網(wǎng)，量子因特網(wǎng)具有安全保密特性，可實現(xiàn)多端的分布計算，有效地降低通信復(fù)雜度等一系列優(yōu)點。

量子通信與成熟的通信技術(shù)相比，量子通信具有巨大的優(yōu)越性，具有保密性強、大容量、遠距離傳輸?shù)忍攸c，是21世紀國際量子物理和信息科學(xué)的研究熱點。

二、基本原理

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(xiàn)象叫量子糾纏，這一現(xiàn)象被愛因斯坦稱為“詭異的互動性”。科學(xué)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(tǒng)的基礎(chǔ)。

量子態(tài)的隱形傳輸在沒有任何載體的攜帶下，而只是把一對攜帶信息的糾纏光子分開來，將其一的光子發(fā)送到特定的位置，就能準(zhǔn)確推測出另一個光子的狀態(tài)，從而達到“超時空穿越”的通信方式和“隔空取物”的運輸方式。

量子態(tài)隱形傳輸就是遠距離傳輸，是在無比奇特的量子世界里，量子呈現(xiàn)的“糾纏”運動狀態(tài)。該狀態(tài)的光子如同有“心電感應(yīng)”，能使需要傳輸?shù)牧孔討B(tài)“超時空穿越”，在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個地方瞬間出現(xiàn)。事實上，糾纏的兩個粒子盡管可以在很遠的距離上一個影響另一個，但它們無法傳遞任何信息。以密鑰為例，當(dāng)雙方共享同一套