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量子隐型传态

更新时间:2023-10-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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本词条由“科普中国”科学百科词条编撰与应用工作项目初审。RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态(),又称量子遥传、量子隐型传输、量子隐型传送、量子远距传输或量子远传,是一种借助分散量子缠结与一些化学讯息()的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。是一种全新的通讯方法。它传输的不再是精典信息而是量子态携带的量子信息,在量子纠缠的帮助下,待传输的量子态仿佛经历了悬疑小说中描写的“超时空传输”,在一个地方神秘地消失,不须要任何载体的携带,又在另一个地方神秘地出现。RW9物理好资源网(原物理ok网)

必须说明的是,量子遥传并不会传送任何物质或能量。这样的技术在量子信息与量子估算上相当有帮助。但是,这方法难以传递传统的资讯,因而未能使用在超光速的通信前面。量子遥传与通常所说的顿时联通没有关系–量子遥传未能传递系统本身,也难以拿来安排分子以在另一端组成物体。RW9物理好资源网(原物理ok网)

2015年12月11日,美国数学学会承办的《物理世界》(World)公布2015年度国际化学学领域的十项重大突破,中国科学技术学院院长潘建伟、陆朝阳等以“多自由度量子隐型传态”的研究成果跻身榜首;中国科大学化学所方忠、翁红明等凭着外尔费米子的先驱性研究荣获。RW9物理好资源网(原物理ok网)

英文名RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态RW9物理好资源网(原物理ok网)

外文名RW9物理好资源网(原物理ok网)

又称RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子遥传、量子隐型传输等RW9物理好资源网(原物理ok网)

类别RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子通信计算机_量子计算和量子通讯_量子通信量子计算RW9物理好资源网(原物理ok网)

借助分散量子缠结与一些化学讯息RW9物理好资源网(原物理ok网)

目录RW9物理好资源网(原物理ok网)

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量子隐型传态定义播报RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态()是一种传递量子状态的重要通讯方法,是可扩充量子网路和分布式量子估算的基础。在量子隐型传态中,遥远两地的通讯双方首先分享一对纠缠粒子,其中一方将待传输量子态的粒子(通常来说与纠缠粒子无关联)和自己手里的纠缠粒子进行贝尔态区分,之后将区分的结果告知对方,对方则依照得到的信息进行相应的幺正操作。纠缠态预先分发、独立量子源干涉和后置反馈是量子隐型传态的三个要素。RW9物理好资源网(原物理ok网)

浅显来讲就是:将甲地的某一粒子的未知量子态,在乙地的另一粒子上还原下来。量子热学的不确定原理和量子态不可克隆原理,限制我们将原量子态的所有信息精确地全部提取下来。因而必须将原量子态的所有信息分为精典信息和量子信息两部份,它们分别由精典通道和量子通道送到乙地。按照这种信息,在乙地构造出原量子态的概貌。RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态过程播报RW9物理好资源网(原物理ok网)

要实现量子隐型传态,首先要求接收方和发送方拥有一对共享的EPR对(即BELL态(贝尔态)),发送方对他所拥有的一半EPR对和所要发送的信息所在的粒子进行联合检测,这样接收方所有的另一半EPR对将在顿时坍缩为另一状态(具体坍缩为哪一状态取决于发送方的不同检测结果)。发送方将检测结果通过精典信道传送给接收方,接收方依照这条信息对自己所拥有的另一半EPR对做相应幺正变换即可恢复原本信息。RW9物理好资源网(原物理ok网)

与广为传闻的说法不同,量子隐型传态须要利用精典信道能够实现,因而并不能实现超光速通讯。在这个过程中,原物仍然留在发送者处,被传送的仅仅是原物的量子态,并且发送者对这个量子态仍旧一无所知;接受者是将别的物质单元(如粒子)制备成为与原物完全相同的量子态,他对这个量子态也一直一无所知;原物的量子态在检测时已被破坏掉—不遵守“量子不可克隆定律”;未知量子态(量子比特)的这些传送,须要精典信道传送精典信息(即发送者的检测结果),传送速率不可能超过光速—不遵守相对论的原理。[1]RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态原理播报RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态原理图RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子计算和量子通讯_量子通信量子计算_量子通信计算机RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态的基本原理,就是对待传送的未知量子态与EPR对的其中一个粒子施行联合Bell基检测,因为EPR对的量子非局域关联特点,此时未知态的全部量子信息将会“转移”到EPR对的第二个粒子上,只要按照精典通道传送的Bell基检测结果量子计算和量子通讯,对EPR的第二个粒子的量子态实施适当的幺正变换,就可使这个粒子处于与待传送的未知态完全相同的量子态,因而在EPR的第二个粒子上实现对未知态的再现。RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态研究成果播报RW9物理好资源网(原物理ok网)

中国实现量子通讯100公里隐型传态RW9物理好资源网(原物理ok网)

1997年,加拿大小组在室外首次完成了量子隐型传态的原理性实验验证,成为量子信息实验领域的精典之作。2004年量子计算和量子通讯,该小组借助多瑙河底的光纤信道,成功地将量子隐型传态距离提升到了600米。并且因为光纤信道中的耗损和退相干效应,传态的距离遭到了极大的限制,怎么大幅度地提升量子隐型传态的距离成了量子信息实验领域的重要研究方向。RW9物理好资源网(原物理ok网)

2004年,中国科学技术学院的潘建伟、彭承志等研究人员开始探求在自由空间信道中实现更远距离的量子通讯。该小组2005年在西安创造了13公里的单向量子纠缠分发世界纪录,同时验证了在内层空间与月球之间分发纠缠光子对的可行性。RW9物理好资源网(原物理ok网)

2007年开始,中国科学技术学院-复旦学院联合研究小组开始在上海古北口与广东永清之间架设历时16公里的自由空间量子信道,并取得了一系列关键技术突破,最终在2009年成功实现了世界上最远距离的量子隐型传态,否认了量子隐型传态过程穿越大气层的可行性,为未来基于卫星中继的全球化量子通讯网奠定了可靠基础。除此之外,联合小组还在该研究平台上针对未来空间量子通讯需求举办了引诱态量子秘钥分发等多个方向的研究,取得了丰富的成果。[2]RW9物理好资源网(原物理ok网)

2012年8月,中国科学家潘建伟等人在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐型传态和纠缠分发,为发射全球首颗“量子通信卫星”奠定技术基础。“在高耗损的地面成功传输100公里,意味着在低耗损的太空传输距离将能达到1000公里以上,基本上解决了量子通信卫星的远距离信息传输问题。[1]RW9物理好资源网(原物理ok网)

2012年9月,维也纳学院和法国科大学的化学学家实现了量子态隐型传态最远距离—143公里,创造了新的世界纪录。RW9物理好资源网(原物理ok网)

2015年中国科学技术学院潘建伟教授及其朋友陆朝阳、刘乃乐等组成的研究小组在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐型传态。这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐型传态以来,是量子信息实验研究领域取得的又一重大突破,将为发展可扩充的量子估算和量子网路技术奠定坚实基础。RW9物理好资源网(原物理ok网)

2016年9月中国科学技术学院潘建伟院士、张强院长小组首先和北大学院合作开发了适宜光纤网路传输的时间相位纠缠光子源,之后通过发展飞秒级的远程光同步技术和使用光纤克拉科夫光栅进行窄带混频,成功地解决了两个独立光子源之间的同步和干涉问题;接着开发了针对远距离光纤所导致的延后和偏振光涨落以及实验系统的稳定性等问题的主动反馈系统;最后借助中国科大学北京微系统与信息技术研究所开发的超导纳拉面单光子侦测器,在扬州量子城域通讯网路的30公里链路上实现了满足纠缠态预先分发、独立量子源干涉和后置反馈是量子隐型传态的三个要素,为未来可扩展量子网路的建立奠定了坚实基础,相关成果发表于《》(Doi:10.1038/.2016.179)上。[2]RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态科学意义播报RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子隐型传态是量子通讯中最简单的一种。从事量子隐型传态实验,是实现全球量子通讯网路的可行性的前提研究。RW9物理好资源网(原物理ok网)

量子通讯拥有“绝不泄露”的本领,保护用户通讯安全。因为量子具有不可再分、不可复制的特点,假如在传输中遭到干扰都会改变状态,接收方就可以发觉。也就是说,不仅在保护通讯安全的前提下,量子通讯还有“反监听”的功能。假如有人监听,信息就被盗听动作改变了,因而可以保证内容的机密。[3]RW9物理好资源网(原物理ok网)

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