量子化学是现代数学的重要基础理论，也是现代信息技术诞生和发展的源泉。 现代信息技术是量子化学理论的技术应用。 随着现代科学技术的快速发展，量子化学的先导性和基础性作用将更加明显和重要。
关键词 量子化学; 现代信息技术； 关系; 原理应用
CLC 编号：O41 文档代码：A 文章编号：1671-7597 (2013) 15-0001-02
量子化学是人们了解微观世界的结构和运动规律的科学。 它的建设带来了一系列重大技术应用，给社会生产生活带来了巨大变化。 量子世界的奇妙特性对于提高计算速度、保证信息安全、增加信息容量具有重要作用。 基于量子化学基本原理的量子信息技术已成为各国研发的重要科技领域。
随着世界电子信息技术的快速发展，以微电子技术为基础的信息技术正式达到化学极限，同时信息安全和隐私问题也日益突出。 2013年5月日本爆发的“棱镜门”事件引起了人们对信息安全保护的高度重视，也将成为推动量子化学科学与现代信息技术融合、相互促进的起点。 因此，充分认识量子化学基本原理在现代信息技术发展中的基本地位和作用，是推动现代信息技术发展的前提，也是丰富和发展量子化学的需要。
1 量子化学基本原理
1）海森堡测不准原理。 在量子热中，任何不能同时检测的两组数学量是共轭的并且满足互补性。 检测时，其中一个量的准确检测必然导致另一个量的完全不确定，而只能准确测定三者中的一个。
2）量子不可克隆定律。 在量子热学中，不可能精确地复制每一个未知的量子态，因为要复制单个量子，我们只能先做检测，而检测必然会改变量子的状态，而复制的状态是一模一样的因为无法获得初始量子态。
3）陈述叠加原理。 如果一个量子热系统有可能处于 和 所描述的状态，那么这些状态的线性叠加也是该系统的一种可能状态。 如果量子风暴可以通过两种或多种可分离的方式实现，那么系统的状态就是每种可能形式的同时叠加。
4）量子纠缠原理。 这意味着在微观世界中，两个同源的微观粒子之间存在着纠缠关系。 无论距离有多远经典物理基础，只要一个粒子的状态发生变化，另一个粒子的状态也会相应改变。 换句话说，处于纠缠关系中的粒子无论何时何地都能“感知”彼此的状态变化。
2 量子化学与现代信息技术的关系
2.1 量子化学是现代信息技术的基础和先导
化学仍然是整个科学技术领域的主导学科，成为整个自然科学的基础，成为引领整个科学技术发展的最重要的动力和源泉。 量子热是20世纪初为解决数学中的一些难题而构建的理论。 它不仅解释了微观世界中的许多现象和经验事实，而且开辟了一系列新的技术领域，直接产生了原子能。 半导体、超导、激光、计算机、光通信等一系列高新技术产业的形成和发展。 可以说，从电话的发明到互联网的实时通讯，从晶体管的发明到高速计算机技术的成熟，量子化学开辟了新的信息技术，将人类带入了信息时代。信息化新时代。 因此，量子化学是现代信息技术发展的主要源泉，并且随着现代科学技术的快速发展，量子化学的先导性和基础性作用将更加明显和重要。
2.2 量子化学为现代信息技术的可持续发展提供新原理和新技术
现代信息技术本质上是应用量子热基本原理的经典控制技术。 随着世界科技的飞速发展，以经典数学为基础的信息技术正式达到了化学极限。 为此，现代信息技术的突破、可持续发展的实现必须依靠新原理、新技能。 量子热作为原子水平的动力学理论，经过快速发展，已扩展到其他自然科学学科和高新技术领域。 量子信息技术是量子化学与信息科学相结合形成的一门新兴学科。 它提供了信息科学技术的不断发展提供了新的原理和技术，赋予了信息技术活力和新特征。 量子信息技术也成为世界各国研发的热点领域。 为此，未来的信息技术将是应用于量子态、相位、强关联等深层次量子特性的量子控制技术，充分利用量子化学的新性质，开发新的信息功能，突破量子化学的束缚。现代信息技术的化学极限。
2.3 现代信息技术对量子化学发展的影响
量子信息技术利用量子力学的原理和方法来研究信息科学，从而开发出经典信息难以实现的新的信息功能。 反过来，现代信息技术的发展极大地丰富了量子化学的研究内容，并将继续极大地影响量子化学的研究方法，有效推动量子理论向更深层次的发展，使人类能够对自然有更深入、更本质的理解。 近年来，随着量子信息技术领域研究的不断深入，量子信息技术的发展也在量子化学研究方面取得了许多成果，如量子相关性、基于熵的不确定性关系、量子开放系统的控制等。环境等问题的研究取得了很大进展。
3 基于量子化学原理的量子信息技术
基于量子化学原理和技术的量子信息技术已成为21世纪信息技术发展的方向，也是推动未来科学技术发展的重要领域。 当前量子化学的基本原理已经在理论上得到充分论证，并在量子密码、量子通信、量子计算机等领域具有一定的实际应用。
3.1 量子计算机——量子叠加原理
经典计算机建立在经典数学的基础上，遵循普通数学热原理的逻辑估计方法，即用势能级来表示0和1进行计算。 因此，经典计算机只能依靠减小芯片布线宽度。 加强单位面积的数据处理能力，提高运算速度。 量子计算遵循量子热定律进行高速物理和逻辑运算，存储和处理量子信息。 该估计方法建立在微观量子化学的基础上，量子具有波粒二象性和双位双自旋的特性。 量子算法的中心思想是利用量子态的叠加和纠缠。 在量子效应的作用下，量子比特可以同时处于0和1两种相反的状态（量子叠加），这使得量子计算机能够同时进行大量的计算。 因此，量子计算的并行处理使得量子计算机能够实现最快的估计速率。 未来，基于量子化学原理的量子计算机不仅计算速度快、存储容量大、功耗低，而且体积也将大大缩小。
3.2 量子通信——量子纠缠原理
量子通信是一种利用量子纠缠效应来传输信息的新型通信方式。 量子通信主要涉及：量子密码通信、量子隐形传态和量子密集编码等。从信息学的理解来看，量子通信是借助量子力学或其他基础理论的量子态隐形传输来完成两地之间的信息传输。原理，具有量子系统和量子探测方法的独特性质； 从物理角度来看，量子通信是一种利用量子通道传输量子信息、利用量子效应突破现代通信数学极限的高性能通信形式。 量子热学中的纠缠和非局域性可以保证量子通信中绝对安全的量子通信，保证量子信息的隐形传态，实现远距离信息传输。 因此，与现代通信技术相比，量子通信具有保密性强、容量大、传输距离远等巨大优势。 量子通信创造了新的通信原理和技术。
3.3 量子密码学——不可克隆法则
经典密码基于物理学，通过经典信号实现。 在密钥传输过程中，有可能被监听而不被检测到，因此经典密码的密钥并不安全。 量子密码学是以现代密码学和量子热学为基础，通过量子化学手段实现密码思维和运算，并通过量子信号来实现的新型密码系统。 量子密码学主要基于量子化学中的不确定性原理和量子不可克隆定律。 构造出的密钥对明文进行加密，并通过公共量子通道完成安全密钥分发。 因此，量子密码学可以保证：
1）绝对安全。 对传输光子线路的监听会破坏原有通信线路之间的关系，通信会中断，合法通信方可以检测到潜在的监听者并采取相应措施。
2）无法测量。 无论破解者的估计能力多么强大，在探测量子的过程中都会改变量子的状态，从而使得破解者只能得到一些无意义的数据。 为此，量子不可克隆定律不仅是量子密码学的安全性，也为量子信息的提取设定了一个不可逾越的极限，即无条件安全性和对听者的可测量性成为量子密码学的两个基本特征。
4 推论
量子化学是现代信息技术诞生的基础，是现代信息技术突破数学极限、实现可持续发展的动力和源泉。 基于量子化学的原理和特点，如量子叠加原理、量子纠缠原理、海森堡测不准原理和不可克隆定律等，量子计算机具有巨大的并行估计能力，提供全新的、更强大的操作模式； 量子通信可以突破现代信息技术的数学极限，开辟新的信息功能； 量子密码的绝对安全性和不可测量性，实现了绝对保密的通信。 随着量子化学理论在信息技术中的深入应用，量子信息技术将开启后摩尔时代新一代信息技术。
参考
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关于作者
蔡惠民，男，大专，管理学硕士经典物理基础，数学助教。