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始于“纠缠”终于安全 量子小游戏大全通信让“窃听风云”成历史

  小游戏大全量子科技系列报道③

  在线游戏量子力学的建立带来了第一次量子革命,催生了以现代信息技术为代表的第三次工业革命,从根本上改变了人类的生活方式和社会面貌。

  随着人类对量子力学的认识、理解和研究不断深入,以微观粒子系统为操控对象,借助其独特物理现象进行信息获取、处理和传输的量子信息技术应运而生,并有望推动第二次量子革命,对未来社会产生本质的影响。

  量子信息技术主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域,其中,量子通信已经成为信息通信技术演进和产业升级的关注焦点之一。

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  纠缠特性让一对量子“心灵相通”

  在线游戏一对纠缠量子即使相距遥远距离,其中一个粒子的行为也会瞬间影响另一个的状态,这种空间影响速度可超越光速,打破了爱因斯坦提出的定域性原理。

  小游戏大全量子通信利用量子叠加态或量子纠缠效应等进行信息或密钥传输,基于量子力学原理保证传输安全性,主要分量子隐形传态和量子密钥分发两类。这个过程中,量子的叠加态特性发挥了重要作用,甚至量子纠缠也是多粒子的一种叠加态。

  量子纠缠指的是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象,即使相距遥远,一个粒子的行为也会影响另一个的状态。当其中一颗被操作而状态发生变化,另一颗也会即刻发生相应的状态变化。

  这种跨越空间的、瞬间影响双方的量子纠缠,曾经被称为“鬼魅似的超距作用”,爱因斯坦曾据此来质疑量子力学的完备性,因为这个超距作用违反了他提出的定域性原理,即任何空间上相互影响的速度都不能超过光速。

  物理学家玻姆在爱因斯坦的定域性基础上,提出了隐变量理论来解释这种超距相互作用,他认为微观粒子没有客观实在性,只有当人们测量时它们才具有确定的性质。物理学家贝尔通过实验论证了量子非定域性的存在,向世人证明了量子纠缠是非定域的,而隐变量理论是错的。

  1984年,IBM的贝内特和蒙特利尔大学的布拉萨德提出了第一个实用型量子密钥分配系统,被称BB84方案,正式标志量子保密通信的诞生。

  BB84方案的基本原理是,收发双方的信息可以用光子偏振态表示,假如张三利用随机偏振发送信息,李四发现并记录下信息。然后,张三在公频告知李四偏振频率,双方按照正确的偏振比对选择的信息部分。

  事实上,BB84方案虽然应用了量子通道,传输的却仍是经典信息,而真正的量子通信是将信息编码在量子比特上,在量子通道上将量子比特从甲方传给乙方,直接实现信息的传递。

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