科普量子通信(共7张PPT)
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科普量子通信
-1-
量子的由来
第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
-2-
量子的由来
➢ 普朗克能量子
1900年，物理学家普朗克提出了一个大胆假说：物体在 产生和吸收辐射时，能量不是连续变化的，而是以一定数量值 整数倍跳跃式地变化的。能量不是无限可分的，而是有一最小 的单元。这个不可分的能量单元，普朗克称它为“能量子”或
尤信第19其的五13是 星 次年2星索丹0之尔世麦火维纪物。会二理议、学与三家会十玻者年尔合代把影，量动(爱子1规9因论27斯律的年坦基) 和本玻观尔点之应间用的于“原物子理核学外灵电魂子的的论运战动”引，发从了而无创数立科了学波家尔对理“量论子。纠缠”现象的研究，从而点燃了量子通
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20世纪二、三十年代，爱因斯坦和玻尔之间的“物理学
灵魂的论战”引发了无数科学家对“量子纠缠”现象的 研究，从而点燃了量子通信的星星之火。
➢ 量子通信
1993 年 ， 基 于 量 子 纠 缠 理 论 ， 美 国 科 学 家 贝 内 特 提 出 了 量 子 通 信 （Quantum Teleportation）的概念。
会留下痕迹。
-6-
量子通信应用
“超时空穿越”神奇场景有望变为现实。
由中国科大和清华大学组成的 联合小组，在量子通信上取得新突破。
量子通信——科幻变成现实
-7-
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。
-4-
量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
这量个子不 世可界分中的能任量何单事元件，都普是朗不克可称能它被为窃听“能的量。子”或“量子”，即普朗克常数。
要要 尤信解解其的释 释是 星这这 2星0类类 之世现现 火纪象象 。二，，、只只三能能十假假年设设代光光，量是是爱子由由因物能能斯量量理坦子子和所所玻组组尔成成之，，间即即的“““光光物量量理子子学””灵，，魂以以的后后论人人战们们”称称引其其发为为了““无光光数子子科””。。学家对“量子纠缠”现象的研究，从而点燃了量子通
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信人的与星 人星、之物火与。物传递的消息 1这9个93不年可，分基的于能量量子单纠元缠，理普论朗，克美称国它科为学“家能贝量内子特”或提“量出子了”量，子即通普信朗（克Q常u数an。tum
上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的对立
统一，即“波粒二象性”，同时也为量子理论的
发展打开了局面。
-3-
量子的由来
➢ 波尔原子量子理论
1913年丹麦物理学家玻尔把量子论的基本观点应 用于原子核外电子的运动，从而创立了波尔理论。
从普朗克的能量子假说、到爱因斯坦的光量子理论到玻尔 的原子量子理论，在百年的时间里，量子力学发展迅速。尤其是
“量子”，即普朗克常数。普朗克因此获得诺贝尔物理学奖，同时也为量
子论奠下基石。
➢ 爱因斯坦光量子
1905年，爱因斯坦在一篇论文中提出， 关于光的产生和转化的瞬时现象，波动论的 结论同经验不相符；要解释这类现象，只能 假设光是由能量子所组成，即“光量子”，以 后人们称其为“光子”。这是人类认识自然界历史
Teleportation绝）的对概安念全。
人19与05人年、，物爱与因物斯传坦递在的一消篇息论文中提出，关于光的产生和转化的瞬时现象，波动论的结论同经验不相符；
“绝量对子安通全信”=量子物理+信息科学
1能9量05不年是，无爱限因可斯分坦的在，一而篇是论有文一中最提小出的，单关元于。光的产生和转化的瞬时现象，波动论的结论同经验不相符；
1研、究一微个观未粒知子的的量运子动无规法律被复制；
信息科学
人与人、物与物传
递的消息
-5-
量子通信特点
比光速还快
爱因斯坦坚持认为不 可能存在比光速还要 快的信号，任何比光 速快的“鬼魅似的远 距作用”都是不可思 议的。
可能被窃听的。1、 一个未知的量子无法被复 制； 2、为量子态的任何测量都
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量子的由来
第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
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量子的由来
➢ 普朗克能量子
1900年，物理学家普朗克提出了一个大胆假说：物体在 产生和吸收辐射时，能量不是连续变化的，而是以一定数量值 整数倍跳跃式地变化的。能量不是无限可分的，而是有一最小 的单元。这个不可分的能量单元，普朗克称它为“能量子”或
尤信第19其的五13是 星 次年2星索丹0之尔世麦火维纪物。会二理议、学与三家会十玻者年尔合代把影，量动(爱子1规9因论27斯律的年坦基) 和本玻观尔点之应间用的于“原物子理核学外灵电魂子的的论运战动”引，发从了而无创数立科了学波家尔对理“量论子。纠缠”现象的研究，从而点燃了量子通
1第要量9五解子05次 释 世年索这界，尔类中爱维现的因会象任斯议，何坦与只事在会能件一者假都篇合设是论影光不文是可(中19由能提2能被7出年量窃，) 子听关所的于组。光成的，产即生“和光转量化子的”，瞬以时后现人象们，称波其动为量论“光子的子结通”论。信同经验不相符；
20世纪二、三十年代，爱因斯坦和玻尔之间的“物理学
灵魂的论战”引发了无数科学家对“量子纠缠”现象的 研究，从而点燃了量子通信的星星之火。
➢ 量子通信
1993 年 ， 基 于 量 子 纠 缠 理 论 ， 美 国 科 学 家 贝 内 特 提 出 了 量 子 通 信 （Quantum Teleportation）的概念。
会留下痕迹。
-6-
量子通信应用
“超时空穿越”神奇场景有望变为现实。
由中国科大和清华大学组成的 联合小组，在量子通信上取得新突破。
量子通信——科幻变成现实
-7-
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。
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量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
这量个子不 世可界分中的能任量何单事元件，都普是朗不克可称能它被为窃听“能的量。子”或“量子”，即普朗克常数。
要要 尤信解解其的释 释是 星这这 2星0类类 之世现现 火纪象象 。二，，、只只三能能十假假年设设代光光，量是是爱子由由因物能能斯量量理坦子子和所所玻组组尔成成之，，间即即的“““光光物量量理子子学””灵，，魂以以的后后论人人战们们”称称引其其发为为了““无光光数子子科””。。学家对“量子纠缠”现象的研究，从而点燃了量子通
11尤信99其的1933是 星年年2星丹，0之世麦基火纪物于。二理量、学子三家纠十玻缠年尔理代把论，量，研爱子美究因论国斯微的科坦基学观和本家粒玻观贝尔点内子之应特的间用提运的于出“原了物子量理核子学外通灵电信魂子（的的Q论u运战an动”t引u，m发从T了e而l无e创p数o立r科ta了t学io波n家尔）对理的“量论概子。念纠。缠”现象的研究，从而点燃了量子通
研尤第能究其五量微 是 次 不观2索是0粒尔无世子维限纪的会可二运议分、动与的三规会，十律者而年合是代影有，一(爱19最因2小7斯年的坦) 单和元玻。尔之间的“物理学灵魂的论战”引发其了无特数点科学：家高对“效量子率纠缠”现象的研究，从而点燃了量子通
信人的与星 人星、之物火与。物传递的消息 1这9个93不年可，分基的于能量量子单纠元缠，理普论朗，克美称国它科为学“家能贝量内子特”或提“量出子了”量，子即通普信朗（克Q常u数an。tum
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统一，即“波粒二象性”，同时也为量子理论的
发展打开了局面。
-3-
量子的由来
➢ 波尔原子量子理论
1913年丹麦物理学家玻尔把量子论的基本观点应 用于原子核外电子的运动，从而创立了波尔理论。
从普朗克的能量子假说、到爱因斯坦的光量子理论到玻尔 的原子量子理论，在百年的时间里，量子力学发展迅速。尤其是
“量子”，即普朗克常数。普朗克因此获得诺贝尔物理学奖，同时也为量
子论奠下基石。
➢ 爱因斯坦光量子
1905年，爱因斯坦在一篇论文中提出， 关于光的产生和转化的瞬时现象，波动论的 结论同经验不相符；要解释这类现象，只能 假设光是由能量子所组成，即“光量子”，以 后人们称其为“光子”。这是人类认识自然界历史
Teleportation绝）的对概安念全。
人19与05人年、，物爱与因物斯传坦递在的一消篇息论文中提出，关于光的产生和转化的瞬时现象，波动论的结论同经验不相符；
“绝量对子安通全信”=量子物理+信息科学
1能9量05不年是，无爱限因可斯分坦的在，一而篇是论有文一中最提小出的，单关元于。光的产生和转化的瞬时现象，波动论的结论同经验不相符；
1研、究一微个观未粒知子的的量运子动无规法律被复制；
信息科学
人与人、物与物传
递的消息
-5-
量子通信特点
比光速还快
爱因斯坦坚持认为不 可能存在比光速还要 快的信号，任何比光 速快的“鬼魅似的远 距作用”都是不可思 议的。
可能被窃听的。1、 一个未知的量子无法被复 制； 2、为量子态的任何测量都