量子隐形传态

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量子通信的根本原理

量子通信系统的根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,后者那么可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发.所

谓隐形传送指的是脱离实物的一种“完全〞的信息传送.从物理学角

度,可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息,然后将

这些信息传送到接收地点,接收者依据这些信息,选取与咳嗽吃鸡蛋 构成原物完全

相同的根本单元,制造出原物完美的复制品.但是,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.因此长期以来,隐形传送不过是一种梦想而已.x0d1993年,6位来自

不同国家的科学家,提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐

形传态的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方,把另一

个粒子制备到该量子态上,而原来秦桧与岳飞 的粒子仍留在原处.其根本思想是：

将原物的信息分成经典信息和量子信息两局部,它们分别经由经典通

道和量子通道传送给接收者.经典信息是发送者对原物进行某种测量

而获得的,量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在

获得这两种信息后,就可以制备出原物量子态的完全复制品.该过程中

传送的仅仅是原物的量子态,而不是原物本身.发送者甚至可以对这个

量子态一无所知,而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上.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.在量子力学中能够以这样的方式制备两个

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粒子态,在它们之间的关联不能被经典地解释,这样的态称为纠缠态,

量子纠缠指的是两个或多个量子系统钢琴调音 之间的非定域非经典的关联.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,实现原那么上不可破译的量子保密通信.

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

验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上.实验中

传输的只是表达量子信息的“状态〞,作为信息载体的光子本身并不

被传输.最近,潘建伟及其合作者在如何提纯高品质的量子纠缠态的研

究中又取得了新突破.为了进行远距离的量子态隐形传输,往往需要事

先让相距遥远的两地共同拥有最大量子纠缠态.但是,由于存在各种不

可防止的环境噪声,量子纠缠态的品质会随着传送距离的增加而变得

越来越差.因此,如何提纯高品质的量子纠缠态是目前量子通信研究中

的重要课题.近年,国际上许多研究小组都在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,但是没有一32太极拳 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,原那么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〞.x0d参考资料：?科技日报?x0d量

子通信系统的根本部件包括量子态发生器、中容 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

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钥的传输,后者那么可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发.所谓隐形

传送指的是脱离实物的一种“完全〞的信息传送.x0d从物理学角度,

可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息,然后将这

些信息传送到接收地点,接收者依据这些信息,选取与构成原物完全相

同的根本单元,制造出原物完美的复制品.但是,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.

因此长期以来,隐形传碧螺春是什么茶 送不过是一种梦想而已.x0d1993年,

6位来自不同国家的科学家,提出了利用经典与量子相结合的方

法实现量子隐形传态的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个

地方,把另一个粒子制备到该量子态上,而原来的粒子仍留在原处.其

根本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两局部,它们分

别经由经典通道和量子通道传送给接收者.x0d经典信息是发送者对

原物进行某种测量而获得的,量子信息是发送者在测量中未提取的其

余信息；接收者在获得这两种信息后,就可以制备出原物量子态的完

全复制品.该过程中传送的仅仅是原物的量子态,而不是原物本身.发

送者甚至可以对这个量子态一无所知,而接收者是将别的粒子处于原

物的量子态上.x0d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.在量子力学中能

够以这样的方式制备两个粒子态,在它们之间的关联不能被经典地解

释,这样的态称为纠缠态,量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间的

非定域非经典的关联.x0d量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认

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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,实现原那么上不可

破译的量子保密通信.x0d1997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一个量子态从甲地的光子传送到

乙地的光子上.x0d近年,国际上许多研究小组都在对这一课题进行研

究,并提出了一系列量子纠缠态纯化的理论方案,但是没有一个是能用

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,原那么上解决了目前在远距离量子

通信中的根本问题.