量子通訊是借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通信方法。也是近二六年發展上去的新型交叉學科，是量子論和信息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、量子遠程傳態和量子密集編碼等，最近這門學科已逐漸從理論邁向實驗，并向實用化發展。高效安全的信息傳輸日漸遭到人們的關注。基于量子熱學的基本原理，也因而成為國際上量子化學和信息科學的研究熱點。
光量子通訊主要基于量子糾纏態的理論，使用量子隱型傳態（傳輸）的形式實現信息傳遞。按照實驗驗證，具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠，只要一個發生變化，另外一個也會頓時發生變化，借助這個特點實現光量子通訊的過程如下：事先建立一對具有糾纏態的粒子，將兩個粒子分別置于通訊雙方，將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合檢測（一種操作）宇宙 量子通訊，則接收方的粒子頓時發生滑坡（變化），滑坡（變化）為某種狀態，這個狀態與發送方的粒子倒塌（變化）后的狀態是對稱的，之后將聯合檢測的信息通過精典信道傳送給接收方，接收方按照接收到的信息對倒塌的粒子進行幺正變換（相當于逆轉變換），即可得到與發送方完全相同的未知量子態。
量子糾纏可以用“薛定諤貓”來幫助理解：當把一只貓放在一個放有毒物的袋子中，之后將袋子蓋上，過了一會問這個貓如今是死了，還是活著呢？量子化學學的答案是：它既是死的也是活的。有人會說，打開袋子看一下不就曉得了，是的，打開袋子貓是死是活確實都會曉得，并且按量子化學的解釋：這些死或則活著的狀態是人為觀察的結果，也就是人的宏觀干擾促使貓弄成了死的或則活的了，并不是袋子蓋著時的真實狀態，同樣，微觀粒子在不被“干擾”之前就始終處于“死”和“活”兩種狀態的疊加，也可以說是它既是“0”也是“1”。
一，發展歷程
1982年，澳洲化學學家艾倫·愛斯派克特（Alain）和他的小組成功地完成了一項實驗，否認了微觀粒子“量子糾纏”（）的現象確實存在，這一推論對西方科學的主流世界觀形成了重大的沖擊。從笛卡兒、伽利略、牛頓以來，西方科學界主流思想覺得，宇宙的組成部分互相獨立，它們之間的互相作用遭到時空的限制（即是局域化的）。量子糾纏否認了愛因斯坦的幽靈——超距作用（ina）的存在，它否認了任何兩種物質之間，不管距離多遠，都有可能互相影響，不受四維時空的約束，是非局域的（），宇宙在冥冥之中存在深層次的內在聯系。
在量子糾纏理論的基礎上，1993年，意大利科學家C.H.提出了量子通訊（）的概念。量子通訊是由量子態攜帶信息的通訊方法，它借助光子等基本粒子的量子糾纏原理實現保密通訊過程。量子通訊概念的提出，使愛因斯坦的“幽靈（）”——量子糾纏效益開始真正發揮其真正的威力。
1993年，在貝內特提出量子通訊概念之后，6位來自不同國家的科學家，基于量子糾纏理論，提出了借助精典與量子相結合的方式實現量子隱型傳送的方案，將要某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方，把另一個粒子制備到該量子態上，而原先的粒子仍留在原處，這就是量子通訊最初的基本方案。量子隱型傳態除了在數學學領域對人們認識與闡明自然界的神秘規律具有重要意義，并且可以用量子態作為信息載體，通過量子態的傳送完成大容量信息的傳輸，實現原則上不可破譯的量子保密通訊。
1997年在德國留學的中國青年學者潘建偉與法國學者丹巴斯特等人合作，首次實現了未知量子態的遠程傳輸。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。實驗中傳輸的只是抒發量子信息的“狀態”，作為信息載體的光子本身并不被傳輸。
經過二十多年的發展，量子通訊這門學科已逐漸從理論邁向實驗，并向實用化發展，主要涉及的領域包括：量子密碼通訊、量子遠程傳態和量子密集編碼等。
二，用途
量子通訊具有傳統通訊方法所不具備的絕對安全特點，不但在國家安全、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景，并且漸漸走入人們的日常生活。
為了讓量子通訊從理論走到現實,從上世紀90年代開始,國外內科學家做了大量的研究工作。自1993年日本IBM的研究人員提出量子通訊理論以來，澳大利亞國家科學基金會和國防中級研究計劃局都對此項目進行了深入的研究，歐共體在1999年集中國際力量旨在于量子通訊的研究，研究項目多達12個，美國郵政省把量子通訊作為21世紀的戰略項目。我國從上世紀80年代開始從事量子光學領域的研究，近幾年來，中國科學技術學院的量子研究小組在量子通訊方面取得了突出的成績。
2003年,美國、中國、加拿大等國學者提出了引誘態量子密碼理論方案,徹底解決了真實系統和現有技術條件下量子通訊的安全速度隨距離降低而嚴重下滑的問題。
2006年夏,我國中國科學技術學院院長潘建偉小組、美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室、歐洲法蘭克福學院—維也納學院聯合研究小組各自獨立實現了引誘態方案，同時實現了超過100公里的引誘態量子秘鑰分發實驗，由此打開了量子通訊邁向應用的房門。
2008年末，潘建偉的科研團隊成功研發了基于引誘態的光纖量子通訊原型系統，在南京成功成立了世界上首個3節點支鏈光量子電話網，成為國際上報導的絕對安全的實用化量子通訊網路實驗研究的兩個團隊之一（另一小組為亞洲聯合實驗團隊）。
2009年9月宇宙 量子通訊，潘建偉的科研團隊正是在3節點支鏈光量子電話網的基礎上，建成了世界上首個全通型量子通訊網路，首次實現了實時語音量子保密通訊。這一成果在同類產品中高踞國際先進水平，標志著中國在城域量子網路關鍵技術方面已然達到了產業化要求。
全通型量子通訊網路是一個5節點的星型量子通訊網路，克服了量子訊號在商用光纖上傳輸的不穩定性是量子保密通訊技術實用化的主要技術障礙，首次實現了兩兩用戶間同時進行通訊，互不影響。該網路用戶間的距離可達20公里，可以覆蓋一個小型城市；容納了互聯互通和可信中繼兩種重要的量子通訊組網形式，并實現了上級用戶對下級用戶的通訊授權管理。
該成果首次全面展示和檢驗了量子通訊系統組網和擴充的能力，標志著大規模可擴充網路量子通訊技術的成熟，將量子通訊實用化和產業化進程又往前推動了一大步。據稱，潘建偉團隊將與中國電子科技集團公司第38研究所等機構合作，在南京市及周邊地區啟動建設一個40節點量子通訊網絡示范工程，為量子通訊的大規模應用積累工程經驗。
三，進展
中國科學技術學院院長潘建偉、彭承志、陳宇翱等人，與中科院武漢技術化學研究所王建宇、光電技術研究所黃永梅等組成聯合團隊，于2011年10月在甘肅湖首次成功實現了百公里量級的自由空間量子隱型傳態和糾纏分發。實驗證明，無論是從地面指向衛星的上行量子隱型傳態，還是衛星指向兩個地面站的下行雙通道量子糾纏分發均可行，為基于衛星的廣域量子通訊和大尺度量子力學原理檢驗奠定了技術基礎。
廣告完全零基礎者,怎么正確學習編程?
×
在高耗損的地面成功傳輸100公里，意味著在低耗損的太空傳輸距離將可以達到1000公里以上，基本上解決了量子通信衛星的遠距離信息傳輸問題。已量子通信衛星核心技術的突破，也表明未來建立全球量子通訊網路具備技術可行性。
2013年10月，中國科學技術學院郭光燦教授領導的中科院量子信息重點實驗室在高維量子信息儲存方面取得重要進展：該實驗室史保森院士領導的研究小組在國際上首次實現了攜帶軌道角動量、具有空間結構的單光子脈沖在冷原子系綜中的儲存與釋放。這項研究成果在線發表在《自然·通訊》上。整整一年前，2016年8月16日，中國發射全球第一顆空間量子科學實驗衛星墨子號；經過4個月在軌測試后，即將交付使用；
目前墨子號項目開發團隊宣布，實現上千公里空間尺度上的量子糾纏分發！
四，爭議
量子糾纏確定的只是兩個量子之間具有糾纏關系，而具體兩個量子的狀態并非一成不變的，只要其中一個粒子改變狀態，另一個也會立刻改變，但是這些改變是瞬時的，截至2013年的技術并不能測量到兩個粒子之間發生了任何訊號傳輸，她們之間到底是靠哪些聯系至今沒有實驗能證明，有人覺得是某種神秘訊號，也有人覺得是宇宙中固有的聯系，但實驗可以證明的是，讓她們之間形成聯系的假如是某種神秘訊號，其傳輸速率遠小于光速，因為不能測量到這些“信號”的任何能量，所以這些現象和狹義相對論之間是否對立不能簡單地下推論。第二，截至2013年的技術，量子通訊的確不能超過光速，但這并不代表量子本身的狀態傳遞速率不能超過光速，量子通訊不能超過光速的緣由是因為研究和認識水平決定的，截至2013年的研究表明量子的狀態傳遞是不能攜帶任何信息的，也就是說量子的狀態傳遞不能作為精典通訊中的擴頻，這樣的現實促使量子通訊不能超過光速，至于未來怎么發展沒有人能下推論。
在2008年8月14日出版的最新一期《自然》雜志上，西班牙的5位科學家公布了她們的這項最新研究成果。德國科學家表示，原子、電子以及宇宙空間其他所有的微觀物質都可能會表現出異常奇怪的行為，其行為規律可能與我們日常生活中傳統的科學規律完全背道而馳。例如，物體可以同時存在于兩個或多個場所；可以同時以相反的方向旋轉。這些現象似乎只有通過量子化學學來解釋。量子化學學覺得，任何事物之間都可能存著某種特定的聯系。發生于某一物體之上的風波，可能同時對其他物體也會形成影響。這些現象稱為“量子糾纏”。不管物體之間的距離有多遠，同樣存在“量子糾纏”的關系。
愛因斯坦堅決反對“量子糾纏”理論，甚至將其戲稱為“遙遠的鬼魅行為”。依照量子熱學理論的描述，兩個處于糾纏態的粒子無論相距多遠，都能“感知”和影響對方的狀態。幾六年來，化學學家企圖驗證這些神奇特點是否真實，以及決定它的幕后緣由。雖然，我們可以運用形象化的說明來解釋這些現象。被糾纏的物體釋放出某種不明粒子或其他方式的高速訊號，進而對其伙伴形成影響。此前，已有實驗否認傳統化學學領域中某種隱藏訊號的存在，因而打消了人們對于這些隱藏訊號的種種疑惑。并且，一直有一個奇怪的可能性沒有得到否認，即這些未知訊號的傳輸速度可能會比光速還要高。
為了否認這些可能性，法國科學家開始著手對一對互相糾纏的光子進行實驗研究。首先，研究人員們將光子對拆散；之后，通過由英國聯通公司提供的光纖向兩個村落接收站進行傳送，接收站之間相距大概18公里。沿途光子會經過特殊設計的偵測器，因而研究人員才能隨時確定它們從出發到終點的“顏色”。最終，接收站否認每對互相糾纏的光子被分開傳送到接收站后，二者之間一直存在糾纏關系。通過對其中一個光子的剖析，科學家可以預測另一光子的特點。在實驗中，任何隱藏訊號自此接收站傳送到彼接收站，僅僅須要一百千兆分之1秒。這一傳輸速度保證了接收站才能確切地測量到光子。由此可以推斷任何未知訊號的傳輸速度起碼是光速的10000倍。
而愛因斯坦除了不接受“量子糾纏”的思想，而且還堅持覺得不可能存在比光速還要快的訊號，任何比光速快的“鬼魅似的遠距作用”都是不可思議的。按照1905年出版的愛因斯坦的相對論，他覺得沒有物體的運動速率才能超過光速。愛因斯坦解釋說，光速屬于自然界的一個基本常數：對于空間內所有的觀察者來說，光速都是一樣的。同樣是愛因斯坦的相對論解釋說，當物體加速時，物體本身的質量降低（質量降低是否由于量子糾纏？），而加速須要能量。隨著物體質量的降低，維持速率所需的能量也更多。當物體以接近光速運行時，愛因斯坦經過估算說，它的質量將達到無限大，所以要促使物體繼續運行的能量也要無限大，而要超過這一極限是不可能的。
而科學家們從實驗中得到的推論，既可以指責愛因斯坦的“錯誤”觀點，也可以拿來解釋同一事物同時出現在不同地點這一奇特現象。愛因斯坦都難以解釋的奇怪行為，正是量子化學學和量子通訊的魅力之處。
廣告【粗糙度測量儀】價格圖片品牌怎樣樣
×
