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量子通信的原理是什么?不就是量子糾纏嗎?

2023-12-11 22:53:53信息公告46

量子熱學的發(fā)展確實伴隨著好多矛盾和爭議,尤其是在量子通訊發(fā)展以后,一些“見多識廣”的人洞悉了量子通訊的“偽技術”本質,并多次質疑量子通訊科普文章是偽科學平臺!這種問題科學嗎?Z8m物理好資源網(原物理ok網)

量子通訊的原理是哪些?Z8m物理好資源網(原物理ok網)

量子通訊的原理是哪些?不就是量子糾纏嗎?傳說中的量子通信,就是將糾纏中的兩個量子分開。B粒子也會急劇變化。這些通信速率超過了光速,無論距離多遠,都是即時通信!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

聽上去完美的量子通訊應當是這樣的,但實際上我們難以觀察到量子疊加態(tài)不觸發(fā)坍縮,所以理論上這些完美的通訊方法是不可能的,這不是人類技術不行,而是由量子世界的客觀坍縮理論決定!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

客觀坍縮理論Z8m物理好資源網(原物理ok網)

薛定諤多項式的線性性質讓粒子自然地處于幾個不同量子態(tài)的疊加態(tài),其實也容許宏觀物體處于幾個不同量子態(tài)的疊加態(tài),但在自然界中未曾觀察到過這些現(xiàn)象!由于宏觀物體總會搶占一個確定的位置,所以當微觀物質的規(guī)格減小時,它的位置和動量就會同時確定!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

然而在微觀狀態(tài)下,量子疊加中的這個狀態(tài)是容許存在的美國量子通訊,并且按照奧斯陸解釋的波函數(shù)坍縮假說,觀察作用后,疊加態(tài)會坍縮成可觀察量的幾個本征態(tài)之中學的一個本征態(tài),以及坍縮到任何本征態(tài)的機率都服從玻恩定理!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

很抱歉,依照奧斯陸解釋,這些直接借助糾纏態(tài)的量子通訊是不存在的。Z8m物理好資源網(原物理ok網)

EPR悖論Z8m物理好資源網(原物理ok網)

最早的量子通訊起源于愛因斯坦對玻爾不完備量子理論的EPR悖論的抨擊。以后,他又與波多爾斯基和羅森一起渡過了數(shù)年時間,完成了一篇論文《量子熱學對化學實在的描述可能是完備的嗎?》,并發(fā)表在《物理評論》上。Z8m物理好資源網(原物理ok網)

美國量子通信技術_美國量子通信概念股_美國量子通訊Z8m物理好資源網(原物理ok網)

這個思想實驗挺好理解:一個不穩(wěn)定的大粒子衰弄成兩個小粒子,假定這兩個粒子有可能的量子載流子,粒子A是右手的,為了保持守恒,這么另一個小粒子B它必須是右撇子!這么這兩個粒子相隔很遠的距離,例如幾萬光年,并且在我們觀察之前,我們并不曉得那個是左旋那個是右旋!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

然而當我們觀察粒子A時,它的波函數(shù)頓時坍縮,隨機選擇一個狀態(tài),例如右旋,這么粒子B必然弄成左旋美國量子通訊,那它們如何保持不變呢??因為沒有超光速通信,可以覺得粒子A和B的左右載流子在分離的頓時就早已確定了!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

相學實驗Z8m物理好資源網(原物理ok網)

然而量子理論并沒有這樣解釋,而是覺得無論相隔多遠,在觀察之前它們始終處于量子疊加狀態(tài),所以不存在超光速通訊,疊加狀態(tài)在觀察過程中倒塌,一個隨機選擇左撇子和一個右撇子來保持守恒!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

這是ERP悖論,以她們名子的首字母命名!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

EPR悖論提出后,愛因斯坦盡管受限于儀器設備處于劣勢,但他并沒有認命。真正的實驗是由在1980年代在美國奧賽理論與應用光學研究所進行的。實驗證明阿姆斯特丹解釋更正確!由于此時愛因斯坦只輸了5個標準差!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

后來EPR悖論實驗的設備越來越先進。1998年在英國因斯布魯克學院()的實驗中,愛因斯坦輸?shù)糜悬c慘:30個標準差!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

現(xiàn)今的量子通訊是哪些?Z8m物理好資源網(原物理ok網)

確切的說,如今的量子通訊不是量子糾纏通訊,而是量子加密通訊。想要了解量子加密通訊,就必須了解BB84合同!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

美國量子通訊_美國量子通信技術_美國量子通信概念股Z8m物理好資源網(原物理ok網)

這個合同就是和在1984年發(fā)表的論文中提及的量子密碼分發(fā)合同,后來二人名子的首字母+年份成為精典合同任意兩組共軛態(tài)可以使用這個合同。它借助光子的偏振光態(tài)來傳輸信息。詳盡的描述不容易讀懂。請看右圖:Z8m物理好資源網(原物理ok網)

BB84合同Z8m物理好資源網(原物理ok網)

在這個過程中,假如有人監(jiān)聽,監(jiān)聽者必須檢測光子的偏振光態(tài),這會造成密鑰的誤分辨率降低.雙方可以約定誤分辨率超過多少,就遺棄這組密鑰!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

這些量子通訊方法有一個缺點。它必須使用量子秘鑰發(fā)送通道和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道。以誤分辨率收發(fā)密鑰,但數(shù)據(jù)仍會通過互聯(lián)網完成!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

其實不僅交流不僅速率之外的最終指標是難以分辨的。傳統(tǒng)密鑰總是存在各類缺陷,不能100%保密,但量子密鑰不同,密鑰是可以被盜窺的。為此,這些秘鑰分發(fā)的安全性出乎想像!Z8m物理好資源網(原物理ok網)

為何有人一再質疑量子通訊?Z8m物理好資源網(原物理ok網)

網上不僅譴責各類涉及量子通訊周邊項目作假的,其他的主要是關注怎么制造才能獲得單光子的光源。上發(fā)表了一篇名為《On-withHighandNear-UnityfromaDotina》的論文,s上的截圖如下:Z8m物理好資源網(原物理ok網)

這些論文,種菜的人其實看不懂,然而后來德國數(shù)學學會的網站《物理》(數(shù)學學)以“全能單光子源”為題發(fā)表介紹性文章。《自然》()也在其研究亮點欄目中對“實用單光子源”進行了深入報導。日本數(shù)學研究所()的《物理世界》和日本光學學會的《光學與光子學新聞》(&)也做了短篇報導。5年內,對這一突破性進展的同行評議時間急迫,各大科學團體也將很快跟進。其實,《物理評論快報》的測評也不是吃肉的。這些經過了將近5年考驗的論文,可不是賣流量作品的屌絲能輕易推翻的。Z8m物理好資源網(原物理ok網)

雖然還是有好多站不住腳的意見,而且她們很有耐心,各類拼湊的話,看上去很有勸說力,并且花農們真的不想一一駁斥,最后發(fā)個詩詞云:“兩岸猿啼不住,輕舟已過萬重山。”就在你們在這兒鬧騰的時侯,她們已然發(fā)表了多篇SCI論文了。Z8m物理好資源網(原物理ok網)

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