量子通信的原理与优势

量子通信的原理与优势
作者:王培亮 杨兴业
来源:《大东方》2017年第08期
        摘要:量子力学自产生起,就一直被质疑它的正确性,无数的科学实验证实了它是正确的。如今,量子力学作为现代物理的基础,已经有着广泛的应用。我国于2016年8月成功发射了墨子号量子通讯卫星,实现了量子通信。本文将针对量子通信的原理和优势进行说明。
        关键词:量子力学;通信;原理;优势
        一、量子通信简介
        量子通信是一种新型通讯方式,主要利用量子纠缠的特点进行信息传递。它是一门新兴的交叉学科,由通信和物理结合而成的新领域。量子通信主要包含:量子密码通道,量子远程传态,量子密集编码等。这门技术已经从实验室状态扩展到实际生产应用中。基于量子力学的通信具有安全性好、失真度低、传输距离远、容量大的特点,成为国际研究热点。
        二、原理
        量子通信的原理只要有量子纠缠、量子不可克隆定理、秘钥分配和隐形传态四个部分。与传统的密码学不同,量子密钥分配是密码学与量子力学相结合的产物,它以量子态为信息载体,利用量子力学的一些基本物理原理来传输和保护信息[1]。
        (1)量子纠缠 量子纠缠描述复合系统(具有两个以上的成员系统)之一类特殊的量子态,此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积。量子纠缠技术起到安全的传输信息的目的。利用固定的两个量子态纠缠的粒子,携带信息传递到另一个地区,根据纠缠原理,必须是和它纠缠的粒子才可与其再次形成纠缠态。这样便可以起到很好的加密作用:
        即A和B两个纠缠的粒子表达一定的信息,以A为密钥,把B传送到另一地点,那么若想破译信息,则必须用A粒子再次和B形成纠缠态方可破译。这样大大保证了信息传递的安全,且破译具有唯一性。
        因为纠缠态的每一分量均由两个粒子的单态构成, 所以处于纠缠态的两个粒子具有这
样的特性:. 一旦我们确定了其中一个粒子测量的,状态, 那么, 就立即知道另一个粒子所处的状态, 不管它们相距多远[2]。

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标签:量子   纠缠   粒子   信息   原理   量子态   传输   状态
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