量子通信

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量子通信(Quantum Teleportation)

　　量子通信又称量子隐形传送，量子通信是由量子态携带信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信是一种全新通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，是未来量子通信网络的核心要素。

　　量子隐形传送所传输的是量子信息，它是量子通信最基本的过程。人们基于这个过程提出了实现量子因特网的构想。量子因特网是用量子通道来联络许多量子处理器，它可以同时实现量子信息的传输和处理。相比于经典因特网，量子因特网具有安全保密特性，可实现多端的分布计算，有效地降低通信复杂度等一系列优点。

　　量子通信与成熟的通信技术相比，量子通信具有巨大的优越性，具有保密性强、大容量、远距离传输等特点，是2l世纪国际量子物理和信息科学的研究热点。

　　量子通信是利用了光子等粒子的量子纠缠原理。量子信息学告诉人们，在微观世界里，不论两个粒子间距离多远，一个粒子的变化都会影响另一个粒子的现象叫量子纠缠，这一现象被爱因斯坦称为“诡异的互动性”。科学家认为，这是一种“神奇的力量”，可成为具有超级计算能力的量子计算机和量子保密系统的基础。

　　量子态的隐形传输在没有任何载体的携带下，而只是把一对携带信息的纠缠光子分开来，将其一的光子发送到特定的位置，就能准确推测出另一个光子的状态，从而达到“超时空穿越”的通信方式和“隔空取物”的运输方式。

　　量子态隐形传输就是远距离传输，是在无比奇特的量子世界里，量子呈现的“纠缠”运动状态。该状态的光子如同有“心电感应”，能使需要传输的量子态“超时空穿越”，在一个地方神秘消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方瞬间出现。事实上，纠缠的两个粒子尽管町以在很远的距离上一个影响另一个，但它们无法传递任何信息。以密钥为例，当双方共享同一套密钥时，并没有发生信息的传递双方无法利用密钥做任何事情，直到加密的文本传来，密钥才有意义传送加密文本的速度仍然不可能超过光速。相对论没有失效。量子通信和传统通信的唯一区别在于，量子通信采用了一种新的密钥生成方式，而且密钥不可能被第三方获取。量子通信并不神奇。

　　在建立量子态隐形传输的基础上，科学家又叠加上了“后选择”算法，完成了一种新模型(P—CTCs）。“后选择”算法能够确保某一特定类型的量子信息态进行隐形传输，而将其他量子信息过滤掉。只有经“后选择”法认定传输前后能自相一致的量子信息态，才有资格得到这种“通行证”，进行隐形传输。这种情况下，时间旅行成立的先决条件就是一个自治、不产生矛盾的环境状态。它允许回到过去时空，但禁止一切可能在未来导致悖论产生的行为。

　　量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类：前者主要用于量子密钥的传输，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。

　　（1）量子通信的信息传递可以不通过通信双方之间的空间，从而使通信丝毫不受通过通信双方之间的空间环境的影响，即它是完全抗干扰的；

　　（2）量子通信的线路时延可以为零，即与通信双方之间的距离无关，从而它是最快的通信方式；

　　（3）可以使第三方无法进行干扰和窃听，信息载体完全可以只保存于信息的双方处，因此它是保密性最强的通信方式；

　　（4）不存在任何电磁辐射污染，它是完全环保型的。

　　（1）利用量子耦合技术，制备出多粒子的量子耦合态。这种技术目前难以实现；

　　（2）利用生物技术，建立意识生物的意识器官（如人脑）之间的某种量子耦合，这种技术目前有可能实现。

　　（1）进一步寻找实现多粒子的量子耦合态的方法和技术；

　　（2）利用目前可行的生物技术实现量子超光速通信。最近美国华盛顿大学有两个小组开始准备类似实验；

　　（3）对人脑的意识识别过程进行深入研究，进而发展更先进的意识识别模拟技术，并利用生物芯片技术，将人脑的意识识别功能集成于一块微小的生物芯片中，从而研究出真正的量子通信的产品。