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量子纠缠是一种特殊的量子态,它可以在两个或多个粒子之间构建起一种十分特殊的关联,虽然它们在空间上相隔很远,它们依然可以保持这些关联。这些关联促使我们可以借助量子纠缠来实现一些特殊的通讯方法,比如量子秘钥分发和量子隐型传态等。
然而,量子纠缠并不能解决瞬时通讯问题。在量子纠缠的情况下,我们似乎可以通过检测一个粒子来获得另一个粒子的状态量子纠缠 通讯,而且这个状态的结果是不确定的,我们难以通过量子纠缠来实现瞬时通讯。由于瞬时通讯须要才能确定地获得对方发送的信息量子纠缠 通讯,而量子纠缠只能实现一种机率性的传输。
为此,尽管量子纠缠是一种十分特殊的量子态,然而它并不能解决瞬时通讯问题。要实现瞬时通讯,我们须要使用其他的通讯方法,比如传统的光缆通讯、卫星通讯等。
量子秘钥分发(Key,QKD)
是一种借助量子力学原理进行安全通讯的方式。这些方式可以保证通讯双方在分配秘钥的过程中实现绝对安全性,即不会被第三方监听或篡改。
量子秘钥分发的原理是借助量子态的特殊性质来实现秘钥的安全传输。通常来说,QKD系统由两个通讯方组成,分别是发送方和接收方。发送方会生成一对随机的量子态(比如光子),其中一只包含秘钥信息,另一只则作为参照系。这种量子态会被发送到接收方,接收方会使用一个检测仪器对这种量子态进行检测,并按照检测结果与参照系进行比较,最终得到秘钥。
在这个过程中,倘若任何第三方企图盗取秘钥,都会造成量子态的塌缩,因而被通讯双方发觉。为此,量子秘钥分发可以保证通讯的安全性。
目前,早已有一些商业化的量子秘钥分发产品问世,比如英国的ID和中国的交大讯飞等公司。这种产品早已广泛应用于政府、金融机构和小型企业等领域的网路安全保障中。
量子隐型传态
是一种基于量子热学原理的通讯方法,它可以借助量子纠缠和精典通讯来实现信息传输。在量子隐型传态中,信息可以通过两个或多个粒子的量子态之间的关联来传输,而不须要这种粒子在空间上的直接接触。
具体来说,量子隐型传态包括以下步骤:
打算两个粒子A和B,它们之间构建了量子纠缠的关系,即它们的状态是互相关联的。
将粒子A发送给发送者,粒子B发送给接收者。
发送者可以选择对粒子A进行任意一种量子检测,之后将检测结果通过精典通讯的方法告诉接收者。
接收者按照发送者的信息,对粒子B进行相应的量子检测,就可以得到与粒子A完全相同的状态。
通过这些形式,发送者可以将自己的信息传输给接收者,而不须要直接在空间上传输粒子A。因为这些传输方法借助了量子态之间的关联,因而它可以在不经过直接传输的情况下,实现更快速和更安全的通讯。