永远同步的神奇的双胞胎.doc

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1、永远同步的神奇的双胞胎——量子通信小论文【内容提要】：量子通信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。它是利用量子纠缠效应进行信息传递一种新型的通讯方式。其独特的方式，高效安全的信息传输，高效率和绝对安全等特点，在建立全球量子通信，量子通信和量子保密系统，军事，国民经济建设等方面有着广阔的前景。不过。介于量子的“纠缠效应”，在当前的实验条件下，很难复制相同的量子导致量子存储的实验实现却一直存在着很大的困难。而对量子态的测量会破坏量子原有的量子态，导致其信息失传。还有如何提纯高

2、品质的量子纠缠态等，这些也是当前量子通信噩待解决的问题。【关键字】：量子纠缠香农公式海堡森测不准定理目录1.前言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。第2页2.量子通信的定义及现状。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。第2页3.研究的主要成果及其发展趋势。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。第4页4.存在的缺陷以及学习体会。。。。。。。。。。。。。。。。第7页5.参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。

3、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。第8页前言量子通信虽然只有近二十年的发展时间，但其却有着惊人的潜力，在各个领域都有着崭新的研究视角，它将会给世界带来新的技术的革新。本论文着重介绍量子通信在国内外的历史发展以及现状。还有它主要的研究成果在构建安全的量子通道来传输信息用于全球通信，量子编码通信可望通过人造卫星来实现等。还有，量子通信存在的缺陷，比如量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息，这个复制品不可能是完美的。最后，量子通信在高速通信、量子密码、量子计算机等方面的

4、广阔发展空间。此外，还有写此论文的心得。正文一．量子通信的定义及现状1）定义量子通信（QuantumTeleportation）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。量子纠缠现象，使得光子、电子甚至是原子之间能相互影响，相互制约，从而传递信息。理论上讲，这种纠缠可以使两点之间，不论距离的即时通信顺利完成。根据量子力学，有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系，不管它们被分开多远，只要一个粒子发生变化 就能立即影响到另外一个粒子，即两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能“感知”对方的状态。在

5、微观世界里，也有“心灵感应”的可能。这就是曾被爱因斯坦称作“幽灵般的超距离作用”的“量子纠缠”。处于纠缠状态的粒子，一旦对其中一个进行测量，确定它的状态，就可得知另一个粒子的状态，这一特性被称为量子隐形状态。要实现量子通信。首先，需要在通信终端共享缠结在一起的一对粒子。然后，对量子态进行信息处理，只要其中一个发生变化，另一个就会随之变化。量子态是载体，只要完成对粒子态的的操纵，就可以实现信息传输。2）.研究历史与现状早在1993年，6位来自不同国家的科学家，就已经提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形

6、传态的方案。在这个方案中，纠缠态的非定域性起着至关重要的作用。量子力学是非定域的理论，这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实，因此，量子力学展现出许多反直观的效应。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。此后不久，量子通信从理论变成现实。在1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将

7、一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。虽然在实验上取得的突破，但在随后的国际上许多研究小组对这一课题进行研究，并提出了一系列量子纠缠态纯化的理论方案，没有一个是能用现有技术实现的。最近潘建伟等人发现了利用现有技术在实验上是可行的量子纠缠态纯化的理论方案，原则上解决了目前在远距离量子通信中的根本问题。这项研究成果受到国际科学界的高度评价，被称为“远距离量子通信研究的一个飞跃”。一．研究的主要成果及其发展趋势1)主要成果首先，意大利和奥地利科学家小组首次识别出从地球上空1500公里处的人造卫星上反弹回地球的

8、单批，实现光子了太空绝密传输量子信息的重大突破。这一突破标明在太空和地球之间可以构建安全的量子通道来传输信息，用于全球通信。此后，　意大利帕多瓦大学的保罗·维罗来斯和恺莎尔·巴伯利领导此研究小组，成功地利用意大利名为马泰拉（Matera）激光测距天文台的1.5米望远镜向地球上空1500公里处的日本阿吉沙人造卫星发射出光子并让此卫星将这些光子反弹回到了原始出发地。这标志着无法偷听的量子编码通信可望通过人造卫星来实现