量子通信：信息传递的守卫者

添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,添加标题,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,量子通信：信息传递的守卫者,更新时间：,2014-2-27,1,资讯：,量子通信：信息传递的守卫者,量子通信“京沪干线”验证项目评审通过,143,公里：刷新“幽灵通信” 量子隐形传输新记录,量子通信,-,棱镜门的克星,卫星量子通信，公然挑衅相对论？,全球量子网络有望成为现实,2,问答：,什么是量子通信,?,量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通信具有高效率和绝对安全等特点，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。,量子通信和光通信有什么区别？,量子通信与光通信的区别在于在通信中用的光的强度是不同的。首先光通信一般用的都是强光，通过偏振或相位等等的调制方式来实现的。而量子通信讨论的是光子级别的很弱的光（或者不能叫做光了），通过对光子态的调制（其实也是偏振和相位等等一些方法），但是主要利用了光子的特性，量子态不可克隆原理和海森堡不确定性关系，这是区别于光通信的重点。,3,量子态的传递是否可以超光速呢？,量子通信真正的优势不是超光速，而是其保密性。,有实验证明量子不经过传递出现在另一个地方，类似于穿越了，原因不知道，科学家还在研究。,量子通信为什么中间要用光纤，量子纠缠态不是无 视距离的实时变化吗，光纤是用来传输什么的？,光纤相当于一个传播的途径；至于隐形传送，若纠缠态粒子没有一个（或几个，可以有,3,粒子纠缠）先到传送的另外一边，就无法将属性传过去。,量子通信中预先传送过去的一个或几个粒子是一直留存在对方，还是每有一次新的通信就必须发送新的纠缠态粒子？,隐形传态技术还处于发展时期，还不够完善。望能参考上世纪在,CERN,进行的验证实验（检验爱因斯坦定义域和玻尔非定义域谁对谁错的实验），也可以看看史砚华在马里兰大学进行的一些实验。,4,量子通信量子态上的信息怎么获知，接受者和发送 者都不知道量子态的任何信息啊？,有部分信息是必须借助普通信道来传递的，不可能完全都只是量子信道！,比如,量子隐形传态大致是这样的：制备一对纠缠光子对，一个光子发送给有原始量子态（即第三个光子）的一方（甲），另一个光子发送给要复制上述那个第三光子的量子态的一方（乙）。甲让收到的一个光子与第三光子相互干涉（又称为“再纠缠”），甲再随机选取偏振片的方向测量干涉的结果，将测量方向与结果都告诉乙（经普通信道）；乙据此选择相应的测量方向测量他收到的光子，就能使该光子处于上述那个第三光子的量子态。,再如,生成量子密钥是这样的：制备一批纠缠光子对，一个光子发送给发信方，另一个光子发送给收信方。测量光子极化方向的偏振片的方位约定好两种。两人每次测量一个光子时选择的方向都是随机的，但要记录下每次选择的方向，当然也要记录下每次测量的结果，有光子通过偏振片就记,1,，无光子通过则记,0,。通过普通信道两人交换测量方向的记录，那些测量方向不一致的测量结果的记录都舍去不要，剩下的那些测量方向相同所对应的测量结果，两人应一致，这一致的记录就可作为两人共同的密钥。,可见，量子隐形传态与量子密码的核心都是量子态的纠缠，只不过量子隐形传态更复杂一些，涉及三个粒子的再纠缠。,5,什么叫量子态？,量子态就是量子状态，即微观粒子所可能具有的状态,能量状态。原子中的电子具有能级状态，即是说这些电子的能量是量子化的，电子只可能具有某条能级所对应的能量。晶体的电子具有能带状态，即是说这些电子的能量也是量子化的，但电子只可能具有某个能带中的某条能级所对应的能量。,好比在一个教室中有许多座位，某个学生可以去占据某个座位，某个座位也可以空着。这里的座位就相当于量子态，学生就相当于微观粒子。,量子态隐形传输技术能传实物不,?,无法传输任何宏观物体或微观物体，传输的是粒子所携带的量子信息。,量子通信中,000+111,与,-000-111,是否是同一个量子态？,为正交的两个不同量子态。,6,为什么要识别量子态？,量子信息在量子态中，不识别量子态，就无法进行量子信息处理。量子信息技术主要有三大领域：量子超空间通信、量子密码、量子计算机。,什么是量子纠缠态？,纠缠态这个概念其实很宽泛，在量子力学里，描述一个物体或一个系统可以用波函数来表示。假设有一个系统,S1,，它的独立自由度有,m,个，如果它是独立系统，描述它的波函数是,(x1,x2.xm),另一个系统为,S2,他的独立自由度为,n,个，作为独立系统时它的波函数是,g(y1,y2.yn),当两者之间有相互作用时，这两个系统本身不是独立系统，但假设联合起来它们仍可以作为一个独立系统，则描述这两者的波函数一般而言是,h(x1.xm,y1.yn),它一般不能写成,f(x1,.xm)g(y1.yn),（若可能的话则称为直积态），这时就可以称系统,S1,和,S2,纠缠。这个概念很宽泛，,EPR,对是,m=n=1,时的情况，而当,S1,为被测系统，,S2,为环境时，,m,比较小，,n,十分巨大，此时一个相关的概念就是退相干。,7,如何排除纠缠态？,破坏纠缠态的方法，一是引入对,S1,或,S2,的观测，导致波函数塌缩，这就是在验证,EPR,时做的。另一种手段就是在量子计算中，通过引入光脉冲，人为的减小环境对被测系统的影响。,量子纠缠态为何与相对论矛盾？,相对论的基础是光速为极限速度，不会有超越光速的速度。,而量子纠缠态的实验表明，一对处于纠缠态的粒子,A,和,B,，不管,A,、,B,相距多远，,A,的状态一改变，,B,的状态会同时发生改变，这种,A,、,B,间信息的传递速度超越了光速。,所以，认为量子纠缠态与相对论矛盾。,当然也有人认为量子纠缠态传递的信息不含有质量和能量成分，所以与相对论并不矛盾。因为量子纠缠态属于前沿学科，到底谁对谁错还有待人们进一步探索。,8,为什么量子纠缠不能用于传递信息？,量子纠缠吸收信息波能量，干扰破坏信息波波长、波次、频率。,量子纠缠跟距离有没有关系，为什么说会随着距离衰减？,量子纠缠本身应该与距离无关。这里所说的“随着距离衰减”是指“在量子通信通道中”，是在实际应用中。这就好比是：给物体一个初速度，物体将按此速度匀速直线前进，但生产出来的汽车在路上前进时，只给一个初速度是不行的，必须时刻给一个动力，因为摩擦力是不可避免的。这里的摩擦力就好比是上面的环境噪声。,9,文库：,自由空间量子通信系统研究,.pdf,提出了一种用于自由空间的量子通信实验系统,.,该系统由两个子系统组成,分别使用衰减激光作为单光子源和纠缠光子对作为光源,可以分别研究单光子脉冲系统与纠缠光子对系统的大气传输特性,并进行了两种自由空间量子通信方式的性能对比分析,.,结果表明,低层大气对量子通信的影响较大,单光子脉冲系统的量子密钥传输率较高,.,自由空间量子通信信道的研究,.pdf,自由空间量子通信信道的研究（西安电子科技大学硕士学位论文,-,赵楠）,10,量子通信中的量子隐形传态技术研究,.pdf,量子通信中的量子隐形传态技术研究（华中科技大学硕士学位论文,-,叶俊）,高带宽量子通信信标跟踪技术研究,.pdf,分析了,ATP,跟瞄相机的探测采样频率、闭环信号延时对,ATP,系统带宽的影响,并在此基础上,提出了高采样频率和低闭环延时的高带宽设计思路,设计并实现了高带宽,ATP,跟踪系统,.,仿真分析和试验测试结果表明,:,使用该跟瞄相机的,ATP,系统的干扰抑制带宽约为,200Hz;,在给定的输入条件下,系统跟瞄精度优于,lurad,能够满足星地量子通信的需求,.,基于光子轨道角动量纠缠的压缩关联成像研究,.pdf,基于光子轨道角动量纠缠的压缩关联成像研究（南京邮电大学硕士学位论文,-,李永强）,11,利用量子计算语言进行量子通信仿真,.pdf,量子通信是利用量子位进行信息传送的一种绝对安全的通信方式,.,将一种用于量子计算仿真的量子计算语言引入量子通信的研究中,实现了一种典型的量子安全直接通信协议的正确性、安全性仿真验证,并得到各种性能指标,.,仿真结果与理论分析结果的一致性验证了利用量子计算语言进行量子通信协议仿真的可行性,.,量子计算语言的引入,为量子通信的研究提供,低轨道量子卫星通信星上交换算法及仿真,.pdf,量子卫星通信能够解决量子移动通信在航海、航空领域中对于远距离和大范围的需求,而星上交换是量子卫星通信的关键技术之一,.,本文以低轨道量子卫星通信星上交换为研究对象,提出了一种新的星上交换算法,终端测距法,.,利用该算法测得终端到相邻小区中心的距离,并将测得的数据上传给当前服务卫星系统,再由卫星系统通过比较距离大小决定终端是否切,基于纠缠交换的量子信令中继网络模型及仿真,.pdf,针对多用户量子信令网络的中继模型,本文研究了环境量子噪音对信令远程传输的影响,分析了量子交换原理,在此基础上提出了基于纠缠交换的量子信令中继策略,给出了总线型信令中继网络模型,并对量子信令远程传输成功率进行了仿真研究,.,结果表明,:,量子信令远程传输成功率与噪音功率谱密度、传输距离和中继次数三个因素密切相关；当噪音功率谱密度,12,我国可燃冰勘探取样年内启动勘探开采等重大技术有待突破,.pdf,我国对天然气水合物（又称“可燃冰”）的勘探或在,2013,年取得新进展。记者日前从中国南海油气勘探开发论坛上获悉，继,2007,年在南海神狐海域首次取样后，,2013,年我国将在南海再次对海底可燃冰进行勘探取样。,新型洁净能源可燃冰的研究发展,.pdf,可燃冰是天然气水合物的俗称,是公认的,21,世纪替代能源和清洁能源,开发利用潜力巨大,我国已将其纳入科技重大项目,973,计划,并已成功获得了天然气水合 物的岩心样品,.,本文简要介绍了可燃冰的储量、分布和研究现状,重点介绍了可燃冰的开采方法以及开采过程中的难点问题,.,其中,减压法和综合法是现有水合物开 采技术中经济前景比较好的开采,13,二粒子纠缠系统的量子通信仿真,.pdf,量子通信是目前物理学和信息学科研究的热门领域，它具有高容量、超高速等特点。从量子通信的基本原理出发，详细介绍了量子纠缠态和,Bell,基等概念，并阐述了通信双方如何进行量子通信。针对二粒子纠缠系统的通信用,Matlab,软件进行了仿真，通过仿真进一步验证了此过程的正确性。,BB84,量子密钥研究及其计算机仿真,.pdf,BB84,量子密钥研究及其计算机仿真（武汉理工大学硕士学位论文,-,肖旸）,单光子量子密钥分发系统的理论模拟与分析,.pdf,单光子量子密钥分发系统的理论模拟与分析（北京邮电大学硕士学位论文,-,郭爱鹏）,14,量子,LDPC,纠错码算法及应用方案研究,.pdf,量子,LDPC,纠错码算法及应用方案研究（西安电子科技大学博士学位论文,-,邵军虎）,采用纠缠辅助量子,LDPC,码和检错重传策略的量子直传通信方案,.pdf,针对现有量子信息直传协议在有噪音量子信道下传输效率低及可靠性差的问题,提出了一种有效利用纠缠资源的量子安全直传通信方案,.,通过收发双方共享纠缠粒子作为辅助比特,采用纠缠辅助量子低密度校验码对量子态信息进行前向纠错保护,以提高系统在噪音环境下的传输可靠性,.,同时采用自动请求重传策略对量子态信息进行检错编码保护,当因窃听或强噪,基于稳定子码的量子低密度奇偶校验码译码算法研究,.pdf,基于稳定子码的量子低密度奇偶校验码译码算法研究（南京邮电大学硕士学位论文,-,段灿）,15,