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  • 1 # 岡坂日川

    量子通訊是指利用量子糾纏效應進行資訊傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理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、量子遠端傳態和量子密集編碼等,近來這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展。高效安全的資訊傳輸日益受到人們的關注。基於量子力學的基本原理,並因此成為國際上量子物理和資訊科學的研究熱所謂量子通訊是指利用量子糾纏效應進行資訊傳遞的一種新型的通訊方式,是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。

    光量子通訊主要基於量子糾纏態的理論,使用量子隱形傳態(傳輸)的方式實現資訊傳遞。根據實驗驗證,具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠,只要一個發生變化,另外一個也會瞬間發生變化,利用這個特性實現光量子通訊的過程如下:事先構建一對具有糾纏態的粒子,將兩個粒子分別放在通訊雙方,將具有未知量子態的粒子與傳送方的粒子進行聯合測量(一種操作),則接收方的粒子瞬間發生坍塌(變化),坍塌(變化)為某種狀態,這個狀態與傳送方的粒子坍塌(變化)後的狀態是對稱的,然後將聯合測量的資訊透過經典通道傳送給接收方,接收放根據接收到的資訊對坍塌的粒子進行么正變換(相當於逆轉變換),即可得到與傳送方完全相同的未知量子態。

    量子糾纏態理論

    經典通訊較光量子通訊相比,其安全性和高效性都無法與之相提並論。安全性-量子通訊絕不會“洩密”,其一體現在量子加密的金鑰是隨機的,即使被竊取者截獲,也無法得到正確的金鑰,因此無法破解資訊;其二,分別在通訊雙方手中具有糾纏態的2個粒子,其中一個粒子的量子態發生變化,另外一方的量子態就會隨之立刻變化,並且根據量子理論,宏觀的任何觀察和干擾,都會立刻改變數子態,引起其坍塌,因此竊取者由於干擾而得到的資訊已經破壞,並非原有資訊。高效,被傳輸的未知量子態在被測量之前會處於糾纏態,即同時代表多個狀態,例如一個量子態可以同時表示0和1兩個數字, 7個這樣的量子態就可以同時表示128個狀態或128個數字:0~127。光量子通訊的這樣一次傳輸,就相當於經典通訊方式的128次。可以想象如果傳輸頻寬是64位或者更高,那麼效率之差將是驚人的2,以及更高。

    這裡進一步解釋一下量子糾纏。量子糾纏可以用“薛定諤貓”來幫助理解:當把一隻貓放到一個放有毒物的盒子中,然後將盒子蓋上,過了一會問這個貓現在是死了,還是活著呢?量子物理學的答案是:它既是死的也是活的。有人會說,開啟盒子看一下不就知道了,是的,開啟盒子貓是死是活確實就會知道,但是按量子物理的解釋:這種死或者活著的狀態是人為觀察的結果,也就是人的宏觀干擾使得貓變成了死的或者活的了,並不是盒子蓋著時的真實狀態,同樣,微觀粒子在不被“干擾”之前就一直處於“死”和“活”兩種狀態的疊加,也可以說是它既是“0”也是“1”。

    薛定諤貓

    量子通訊具有高效率和絕對安全等特點,是此刻國際量子物理和資訊科學的研究熱點。追溯量子通訊的起源,還得從愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏的實證說起。

    由於人們對糾纏態粒子之間的相互影響一直有所懷疑,幾十年來,物理學家一直試圖驗證這種神奇特性是否真實。

    1982年,法國物理學家艾倫·愛斯派克特(Alain Aspect)和他的小組成功地完成了一項實驗,證實了微觀粒子“量子糾纏”(quantum entanglement)的現象確實存在,這一結論對西方科學的主流世界觀產生了重大的衝擊。 從笛卡兒、伽利略、牛頓以來,西方科學界主流思想認為,宇宙的組成部份相互獨立,它們之間的相互作用受到時空的限制(即是局域化的)。 量子糾纏證實了愛因斯坦的幽靈——超距作用(spooky action in a distance)的存在,它證實了任何兩種物質之間,不管距離多遠,都有可能相互影響,不受四維時空的約束,是非局域的(nonlocal),宇宙在冥冥之中存在深層次的內在聯絡。

    在量子糾纏理論的基礎上,1993年,美國科學家C.H.Bennett提出了量子通訊(Quantum Teleportation)的概念。量子通訊是由量子態攜帶資訊的通訊方式,它利用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(Spooky)” ——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以後,6位來自不同國家的科學家,基於量子糾纏理論,提出了利用經典與量子相結合的方法實現量子隱形傳送的方案,即將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方,把另一個粒子製備到該量子態上,而原來的粒子仍留在原處,這就是量子通訊最初的基本方案。量子隱形傳態不僅在物理學領域對人們認識與揭示自然界的神秘規律具有重要意義,而且可以用量子態作為資訊載體,透過量子態的傳送完成大容量資訊的傳輸,實現原則上不可破譯的量子保密通訊。

    1997年在奧地利留學的中國青年學者潘建偉與荷蘭學者波密斯特等人合作,首次實現了未知量子態的遠端傳輸。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。實驗中傳輸的只是表達量子資訊的“狀態”,作為資訊載體的光子本身並不被傳輸。

    經過二十多年的發展,量子通訊這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展,主要涉及的領域包括:量子密碼通訊、量子遠端傳態和量子密集編碼等點。量子通訊具有傳統通訊方式所不具備的絕對安全特性,不但在國家安全、金融等資訊保安領域有著重大的應用價值和前景,而且逐漸走進人們的日常生活。

    為了讓量子通訊從理論走到現實,從上世紀90年代開始,國內外科學家做了大量的研究工作。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通訊理論以來,美國國家科學基金會和國防高階研究計劃局都對此專案進行了深入的研究,歐盟在1999年集中國際力量致力於量子通訊的研究,研究專案多達12個,日本郵政省把量子通訊作為21世紀的戰略專案。中國從上世紀80年代開始從事量子光學領域的研究,近幾年來,中國科學技術大學的量子研究小組在量子通訊方面取得了突出的成績。

    2003年,南韓、中國、加拿大等國學者提出了誘騙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率隨距離增加而嚴重下降的問題。

    2006年夏,中國中國科學技術大學教授潘建偉小組、美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室、歐洲慕尼黑大學—維也納大學聯合研究小組各自獨立實現了誘騙態方案,同時實現了超過100公里的誘騙態量子金鑰分發實驗,由此打開了量子通訊走向應用的大門。

    2009年9月,潘建偉的科研團隊正是在3節點鏈狀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位居國際先進水平,標誌著中國在城域量子網路關鍵技術方面已經達到了產業化要求。

    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,首次實現了兩兩使用者間同時進行通訊,互不影響。該網路使用者間的距離可達20公里,可以覆蓋一箇中型城市;容納了互聯互通和可信中繼兩種重要的量子通訊組網方式,並實現了上級使用者對下級使用者的通訊授權管理。

    該成果首次全面展示和檢驗了量子通訊系統組網和擴充套件的能力,標誌著大規模可擴充套件網路量子通訊技術的成熟,將量子通訊實用化和產業化程序又向前推進了一大步。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,在合肥市及周邊地區啟動建設一個40節點量子通訊網路示範工程,為量子通訊的大規模應用積累工程經驗。[1]

  • 2 # 海闊天豐3

    原子筆與原子能——無關!

    老婆餅與你的老婆——無關!

    夫妻肺片與人的器管——無關!

    量子通訊與量子——無關!

    量子糾纏——不過是騙子的噱頭而已!

  • 3 # 小廝

    只想說,術業有專攻,專業問題交給專業吧!前沿科技有多少人能懂?最怕只受到普通教育(非本專業即使博士也算)一知半解的人跑來科普。

    劃重點:支援研究。試錯是要成本的,對大國來說不算什麼,美國不也撥款研究相關專案麼。你我皆凡人,看熱鬧就行。萬一成了呢

  • 4 # 池昭新一城市新模式

    光量子通訊可謂漏洞百出,無法自園其說,即使是中學生也不難確認它是偽科技,比如,墨子號衛星傳送的所謂成對的糾纏單光子,顯然無法從衛星軌道上穿越1203公里大氣層到達地面接收站,在充滿Sunny與宇宙輻射的天空中,也無法區分出哪個光子是由衛星傳送出來的。但是,我們的國民習慣於盲聽盲信與盲從,與具有良好質疑與反思的科學素質的歐洲人形成鮮明對照,潘建偉的老師塞林格在歐洲推銷他的理論與技術,沒有一個國家相信他,這是作為量子力學發祥地的歐洲為什麼沒有量子衛星的真正原因!

    極端荒唐的光量子偽科技為什麼可以在國際上獲得多種獎勵,還有"量子力學之父"等名譽光環,以及在《自然》等雜誌的論文發表資格?只有兩種合理的解釋:一是花錢買的!二是國際社會故意誤導中國科技研發方向進入邪途!

    近期有媒體稱,美國眾議院透過一項關於加強美國對中國量子科技競爭能力的法案,這明顯是在誤導中國科技研發的方向,是戰略忽悠的慣用伎倆!

  • 5 # 刁博

    相對論已經取得了一些應用,並且早已是現代物理學的重要基礎之一,可是仍然有一些理解不了相對論的人說相對論錯了,有必要搭理那些瘋人囈語嗎?至今也有很多人至今咬定地球是平的,有必要搭理他們嗎?

    量子力學是現代物理學的另一重要支柱,可以說沒有量子力學就沒有現代科技。量子通訊就是將量子的一些特徵應用到通訊領域,可以根據未知量子態的不可克隆性對秘鑰進行加密,可以有效的防止有人竊取秘鑰。即使有人做到了截獲,測量會導致狀態的坍塌,接收方會察覺到有人在竊取秘鑰,還能根據時間差分析出竊取者到自己的距離。也可以根據量子糾纏的特徵利用量子隱形傳態實現量子通訊。

    量子通訊的原理就擺在那裡放著,而且也得到了實驗的檢驗,相關的實驗研究發表在世界頂級學術期刊上,也得到過像沃爾夫獎等非常有分量的大獎。量子通訊利用的量子特性可以算的上是量子力學的基礎內容,如果量子通訊是偽科學,就意味著量子力學的根基也是偽科學。誰若是覺得量子通訊在原理是有問題就應該去頂級期刊發表論文,把量子力學的基礎內容推翻掉。網路上有一些吆喝量子通訊是騙局的人乾的就是推翻量子力學的大事,可惜那些人只有在網路上嚇人的本事。

    說量子通訊技術是偽科學的人,和那些認為相對論錯了、地球是平的人沒區別。張嘴去推翻相對論、說量子通訊是騙局的人,不但碰不到相對論、量子力學的一根毛,相反還會暴露自己的無知。而且有很多無知還是非常可笑的無知,就好像有人連氯化鈉是啥都不知道就敢反轉基因。

    說特異功能是偽科學是騙局,是因為特異功能違背了基本的科學原理,不論是從理論上還是實驗上都不可能做到。量子通訊沒有違背任何科學原理,而且在理論和實驗方面都得到了證實。量子通訊不是騙局。中國在量子通訊方面走在世界的最前面,這是世界公認的成就。

  • 6 # 聽晨悅

    偽科學和不成熟科學是兩個不同的概念,提這個問題的人,不知道是怎麼想的!不成熟的科學都有一個共同標誌,就是10年,20年以後的事。

    筆者認為量子科學中至少有一部分是正確的!

    下面談談那些還沒有實現!

    比如連我們國家自己的科學家都,直接承認,諸如量子儲存器的實現是幾十年以後的事情,量子計算機之類的應用,英特爾公司說是7,8年。IBM公司說是5,6年,但是相當多的一部分輿論表示,是幾十年以後的事情!請直接搜尋百度,可以得到結果。

    沒有一個科學家說過量子霸權的實現是一個簡單的事情,基本預測就是幾十年以後!比如ibm公司和谷歌公司,都發表過相同的看法,中國的量子科學家比如郭院士團隊也說過相同的話!作者在這裡把它解讀為不知道什麼時候能夠實現!等同於這個意思。

    有國內的量子專家預測,谷歌公司會率先取得量子霸權,但是我注意到國外對量子計算機描述中,沒有多少描述量子糾纏態字眼,談得最多的概念就是“自旋”現象,比如量子計算機來源於哪裡?就是對可逆計算機的研究!從這位專家的發言中,我們可以,直截了當的判斷,在量子計算機的研究中,我們並不是所謂的世界第一!

    換句話說,現在的量子科學技術有什麼結果嗎?我們談到了量子加密通訊,從那篇報道釋出開始,很多人以為他用到了量子糾纏,以最近的新聞報道和科普達人的回答,直接可以肯定的講,沒有用到量子糾纏態,至少在量子通訊中用到量子糾纏態後來的解讀是:沒有必要!用到了疊加態沒有?不知道!在一些人的追問下,結果是一定用到了偏振態,但是利用量子偏振態加密,似乎並不屬於新穎的技術,應該是老技術的發展結果,但筆者認為,只要他有用,就去用吧?以現在的規模而言,不管他採用什麼技術。只要對方沒有能力破解它就是一個好工程。

    我們且不談量子科學技術是不是偽科學,但是有一個事實需要引起注意,那就是有人口口聲聲的說,量子糾纏已經應用在治病救人方面,請問它的疊加態在哪?相干性又在哪裡?我們可以直截了當的回答,比如量子鞋墊,量子隱身衣,量子糾纏治病之類的,都是典型的胡說八道。

    否定整個量子科技產品,作者沒有這個資格。但是有些人打著量子科技的名聲幹了謀取自己利益的東西,這就是個事實。

    在這裡,作者繼續追問那個搞量子糾纏針灸的人,什麼人給了你無限的遐想和理論基礎,讓你認為這個針灸就是量子糾纏?你能不讓我們國家的科技界丟人嗎?

    筆者在這裡提出這樣一個問題,這是基於網路上對量子糾纏反對而提出的!

    我們都知道阿斯派克特證實了量子糾纏。但是這個實驗有沒有重複的可能呢?我想他一定是有的,這個實驗是幾十年前的實驗,恕筆者不才,並沒有在網路上看到什麼地方記載過不同的院校,不同的人驗證這個實驗,以目前的科學水平,進行這個重複實驗是100%可能的!因為這個實驗的最後稽核人就是塞林格先生!對於阿斯派克特實驗的完整步驟,國內的有關高校應該進行一些有效的工作!消除人們的疑慮,也並沒有什麼問題。

    有關雙縫干涉實驗的正確理解!量子教科書上給出了理解,基於薛定諤的貓以及貝爾不等式所得出的結論。隨著現代物理的推進和實驗的準確完善,一定有其他規律出現。吉林大學的曲昭偉先生對此作了相關的實驗,希望有關專家能夠看到他的實驗結果

    筆者認為,目前對於量子科學的爭論主要,集中在量子疊加態和糾纏態上,唯一能夠證實這個問題的東西是,拿出具有量子糾纏態的真實科技產品來,應用者會給出這個問題的所有答案,並且應用到社會生活中,這個爭論才會告一段落,目前沒有產品能夠大眾化加應用檢查證實這一點,理由無外乎是如下幾條,第一保密,第二商業秘密。第三實驗產品。總之,一切都是沒辦法驗證的。如果沒有,這個爭論將會持續下去。

    以筆者對量子糾纏的認識,具有量子糾纏效能的量子科學產品,也就是人們常說的量子計算機,如果想實現,即對輿論的理解,相關人物的發言,作者認為,離我們的社會生活還很遙遠。

    為此,我多次講過,對於一項正在發展中的號稱事關國家安全的技術,不要用輿論科學和公關科學去左右他的未來。

    量子科學是不是偽科學?那要看你怎麼定義量子科學,那些掛羊頭賣狗肉的什麼量子鞋墊,量子隱身衣,或者什麼量子醫療的,如果包含在量子科學內,當然就是偽科學!

    有人問我,你為什麼多管閒事?他的意思就是量子糾纏是很多年以前就被證實的東西。好吧,我對這個不持異議,上面我已經做了,很多解釋。韓春雨實驗為什麼不能夠被證實?那是因為沒有人能重複實驗,但是我們知道的情況是,在韓春雨事件發生的過程中,有人說重複了這個試驗,現在這個說重複了這個試驗的那個人在哪裡?

    重要的問題是?把好我們的錢袋子,做一些真實有效的工作,有關部門要做好監管,稽核審查,並且在適當的時候走出國門去,瞭解一下歐洲和美國的量子科學的發展,這才是急需必要的!

    沒有多少人,為了出名,會吃飽了沒事幹去糟蹋那些為我們國家作出傑出貢獻的科學家?我們國家的電磁彈射系統的專家馬偉明院士,為什麼沒有人去諷刺他?像電磁彈射系統,國家要用的時候,他就能立馬拿出來用!

    你說我們的量子糾纏類的科學產品,國家要用的時候它在哪裡?

    我們們當然可以發展高技術,並且國家施加資金支援,但是,我從未見過一種科學,它是伴隨著,大量的媒體,輿論,要不你給我舉出個例子?

    一切科學技術的標準是監管審查和稽核,僅此而已!如果以前有過,現在還可以繼續重複檢查……

  • 7 # 彩山神韻

    你說量子科學是偽科學!請問你知道什麼是量子糾纏嗎?今天量子加密通訊在濟南正式運行了你知道嗎?x事實勝於雄辯!在噴還有意義嗎!

  • 8 # JACKREN75

    騙子們打著量子科學的招牌欺騙國家欺騙人民。-------------

    中國首顆量子通訊衛星又是世紀大騙局|  作者:VOLTES|   小弟剛看了這個新聞,還真嚇了一跳,還以為中國在量子通訊有什麼重大突破,不過負責這個的潘健偉本來爭議就很大,標準的牛皮大王一個,他乾的事都要存疑,仔細看了一下內容,只差沒噴飯。|  這哪裡是什麼量子通訊??實際上的通訊內容還是用傳統方式加密透過鐳射傳送,被量子加密的只有秘鑰(先不談真假),敵人要竊聽根本不用去管被量子加密的

    秘鑰,只要破解用傳統手段加密的實際內容就成了,這個所謂的量子加密的秘鑰唯

    一的作用就是一但被別人偵測,量子態會塌陷可以被自己偵知,切斷通訊,不過這

    其實沒啥意義,因為鐳射通訊量巨大,等你知道切斷通訊,資料都早被敵人拿走了,

    要偵查有沒有人竊聽高指向性的鐳射方法多的是,不需要用到連愛因斯坦都搞不

    懂的量子糾纏。|  量子通訊早在1984年就由IBM公司的研究人員Bennett和蒙特利爾大學的學者Brassard提出,但是專管通訊安全的美國國家安全域性是連經費都懶得出, 原因就是量子通訊用的量子糾纏在理論本身都還有很大的問題(連愛因斯坦都搞不懂),真正的量子通訊是要通訊內容都用量子加密,實用上必須製造一個一個單光子出來量子加密,做不做的出來是一回事,就算做的出來通訊速度也奇慢無比,所以不

    管美國歐洲日本都還停留在實驗室階段。(潘建偉的導師在歐洲推銷這個專案也沒被接受)|  中國一向愛吹牛造假,用個量子通訊這個連愛因斯坦都搞的迷迷糊糊的名詞來胡弄世人,說穿了就是一個鐳射通訊衛星而已,但是說鐳射通訊衛星比起來中國落後的很,加個量子兩字,就變世界第一了。

  • 9 # 隨便說一

    目前來說是噱頭,只是在加密過程上搭了個邊而已。忽悠意謂著講不清,肯定不是透過量子技術實現通訊過程,距離實際應用還遠。先有個輿論造勢,籌錢搞研究不是?

  • 10 # 使用者金尊李

    不能因為科學原理沒有解釋和自己不懂就否定事實。事實是我國巳進行了千公里量子加密通訊,至於有些人抱著西方某科學家的言論不放,不懂裝懂,則這種裝睡的人就讓他睡吧,夢話連篇吧。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 在歷史上有沒有桃花石國?