量子通信简介ppt培训课件

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1、量子通信简介QuantumTeleportation0510290于陆浩0510292遇玺0510293曾剑TransitionalPage通信是人与人之间同过某种媒体进行的信息交流与传递，从广义上说，无论采用何种方法，使用何种媒质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。通信的方式：古代的烽火台、击鼓、驿站快马接力、信鸽、旗语等，现代的电信等。古代的通信对远距离来说，最快也要几天的时间，而现代通信以电信方式，如电报，电话，快信，短信，E-MAIL等，实现了即时通信。可是，仅仅有这些是远远不能满足需要的先来看一个密码攻防战中

2、的典型范例:第二次世界大战中，波兰人和英国人成功破译了德国著名的“恩格玛”密码，因此，盟军提前得知了德国的许多重大军事行动；美军破译日本的高级密码———“紫密”，从而击毙了日本海军大将山本五十六，扭转了美军太平洋战场的被动局面。保密通信的原理在于，唯有掌握密钥的人可以轻易重现传递的信息。信息的安全性主要依赖于密钥的秘密性。而密钥，就像两人通信的暗号，双方预先设定协议，即便外人知道暗号的形式，却不知道它代表的含义，正所谓“天知、地知，你知，我知”。然而，“道高一尺，魔高一丈。”往往加密者设计出一种密码，解密者很快就找到破译的方法。

3、当凭借智慧解密已“无药可施”时，利用穷举法进行“蛮力攻击”的电子计算机又登上了解密的主战场。为对抗功能强大的联网计算机，RSA等公钥密码奋力反击。著名的RSA公钥系统由Rivet、Shamir和Adleman3人提出，它是目前银行、网络等广泛使用的公开密钥体制。它的安全性就基于大数因子分解，因为对于经典计算机，后者不存在有效的多项式算法。这下，似乎“万事大吉”，保密安全了。但是，20世纪90年代，著名数学家Shor又对传统密码学进行了一次彻底颠覆。他提出量子并行定法，并证明量子计算可以攻破目前广泛使用的公钥RSA体系。也就是说，

4、为了对一个400位的阿拉伯数字进行因子分解，目前最快的超级电子计算机将耗时上百亿年，所以相对来讲，公钥体系是安全的。可是，一旦出现具有相同时钟脉冲速度的量子计算机，只需大约1分钟便可计算完毕。下面开始讨论正题，一些实际的问题：Point1如果量子计算机是‘利剑长矛’，那量子密码技术就是抵御它的一面‘盾牌’.量子密码提供了一种不可窃听、不可破译的新一代密码技术。因为，若从经典物理的范畴，密钥本身被非法用户复制，可以“神不知，鬼不觉”，不被人发现；密钥在传递时被他人窃听，合法用户也无法识破。但是，量子密码却能确保保密通信的“万无一失

5、”。Point2量子力学中的海森伯不可确定性原理和不可克隆定理说明,量子世界中的任何事件都是不可能被窃听的.只要窃听,就会留下痕迹.正是这些基本原理确保了量子密钥分配的安全性。具体来讲，单个粒子的量子态———偏振或相位等，可以用来编码、储存和传输信息，如果有一个窃密者想要窃取这些信息，就会在截获粒子的一瞬间改变其量子态，使信息失真，达不到窃密的目的，同时使储存、传输信息的人立即发觉被窃密。随着量子力学理论的提出和逐步完善，1993年，C.H.Bennett提出了量子通信的概念。所谓“量子通信”，是指利用量子纠缠（quantume

6、ntanglement）效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。目前量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。量子纠缠又译量子缠结，是一种量子力学现象，其定义上描述复合系统（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（tensorproduct）。具有量子纠缠现象的成员系统们，在此拿两颗以相反方向、同样速率等速运动之电子为例，即使一颗行至

7、太阳边，一颗行至冥王星，如此遥远的距离下，它们仍保有特别的关联性（correlation）；亦即当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。如此现象导致了“鬼魅似的远距作用”（spookyaction-at-a-distance）之猜疑，仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般，似与狭义相对论中所谓的局域性（locality）相违背。这也是当初阿尔伯特·爱因斯坦与同僚玻理斯·波多斯基、纳森·罗森于1935年提出以其姓氏字首为名的爱波罗悖论（EPRparadox）来质疑量子力学完备性之缘由。量子通

8、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送和量子纠缠的分发。（所谓隐形传送指的是脱离实物的一种“完全”的信息传送）量子密钥：原理：在普朗克提出的量子理论中