所謂量子通訊是指借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通信形式,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。量子通訊具有高效率和絕對安全等特性,是目前國際量子化學和信息科學的研究熱點。溯源量子通訊的起源,還得從愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏的實證說起。
因為人們對糾纏態粒子之間的互相影響仍然有所懷疑,幾六年來,化學學家仍然企圖驗證這些神奇特點是否真實。
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”()的現象確實存在量子糾纏通訊,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()量子糾纏通訊,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,加拿大科學家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,在法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。