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  • 1 # 小宇堂

    量子通訊的基礎是光學、量子理論和資訊學。當然這些都要以強悍的數學,知識為基礎,但是題主只是問需要具備的物理知識,所以這裡就不提數學領域的內容了。

    上圖:典型的光學器件

    量子理論

    量子理論是量子通訊的核心理論,是任何型別的量子通訊都必需具備的基礎知識體系。這個體系包括:

    量子力學

    量子場論,量子力學領域包括:量子電動力學和量子色動力學

    電弱互動

    量子引力,理論物理學領域

    量子光學

    量子資訊

    但對於量子通訊來說對上述領域的偏重不同,可能最重要的是量子電動力學、量子光學和量子資訊學這三個部分。這些理論將基於統計學和機率論以及非定域性的思維方式來定義基本的量子概念和法則,包括不確定性、經典態與貝爾態、糾纏等等。

    上圖:氫原子電子雲能級圖案顯示出量化特徵。

    資訊學

    資訊學方面的只是主要涉及夏農發展出來的多個理論,包括:

    資訊熵的相關概念

    通道無損\有損編碼

    信源編碼及資訊壓縮原理等等

    資訊學與量子理論的交叉就形成了:

    量子資訊理論

    量子密碼學

    等等。

    上圖:量子資訊編碼過程示意圖

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