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量子通信现状与展望

发布日期:2019-12-18    浏览次数:

2019年12月17日,公共课教学部张勇老师带我们一起畅游量子世界。

物质小到量子级别,有很多特性就不是我们经典思维能够认知的了。比如,量子具有不可分割性、不确定性、不可克隆性;而量子更神奇的特点在于量子纠缠,两个纠缠的量子无论相距多远,一旦对其中一个进行测量,那么另外一个量子的状态就会立即知晓!

我们通常所说的量子通信严格地讲应该叫做量子加密通信,它不是超光速的,而且也必须依靠现有的这些通讯渠道,比如电磁波、光缆、中继器等等。量子加密通信,改变的只是普通加密通信过程中的加密方式,把秘钥从复杂的数学算法换成量子。数学算法无论多复杂,依靠现代计算机技术都是可以***的,只是时间长短上的差别;而量子秘钥由于量子的不可克隆性,保证了信息在传输过程中一旦被窃听或截取,接收方收到的信息乱码率会显著升高,而且这种加密是实时的,可以随时更换量子秘钥。量子加密通信现在已经走出实验室到了实用阶段,我们未来的个人私密信息再也不怕传输过程被人窃取了!

量子通信现状与展望

利用量子纠缠,我们还可以进行更神奇的远程量子隐形传态。设想在遥远的两地有两个纠缠量子,哪怕是在月球和地球之间,我们把一个未知的量子态与地面的纠缠量子进行联合EPR基测量,那么这个未知的量子态就会立即转移到月球上的纠缠量子上去,这就是量子隐形传态。这种传态是隐形的,我们并不知道传递了什么,我们只知道地面的量子态被传递到月球的量子上去了,但却不知道传递了什么样的量子态,这就为远程量子计算和量子网络构建提供了一种可行的方式,但目前这种量子隐形传态还没有达到实用的程度。

张老师最后自豪地说,我们的量子通信卫星“墨子号”早在两年前就已经进行了星地量子加密通信和量子纠缠分发实验,我们的量子通信新干线也已经建成,我们的量子通信理论水平和设备研发水平至少领先欧美国家3年以上。这就是我们的国家,我们的量子通信。在未来,在你们这一代,量子通信必将全面从实验室走进生产生活的方方面面,就像今天的5G一样,必将改变中国和世界的未来!

(作者:佚名 编辑:gonggongke)

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