量子通信介绍(演讲)PPT课件
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量子通信基础知识-课件
6、 QKD分发实现？
第三步，Bob根据Alice测得的结果，选取相应的幺正变换对粒 子3进行操作， 如果把自旋向上和向下的态矢量用列矩阵表示，即 |↑>→ ，|↓>→(0,1) 它们对应的关系如下表所列。
6、 QKD分发实现？
比如，当Alice测得的粒子1和粒子2处于Bell基|ψ+12>上，并把结 果告诉Bob， 则粒子3塌缩为态，那么B。b就对粒子3进行幺正变换得 U4=|↑>+b|↓> 其它情况可进行类似操作，这样，粒子3就处在了原始的 |ψ1>=a|↑>+b|↓>态上。 显然，此时Alice拥有的粒子1所处的未知态在Bob拥有的粒子3上 完美的重现出 来了，即量子隐形传态圆满成功了。
经典信息:发送者对原物进行某 种测量而获得的。 量子信息:发送者在测量中未提 取的其余信息。
6、QKD分发实现？
量子通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。
量子态发生器
量子通道
量子测量装置
发送过程
传输过程
接收过程
6、 QKD分发实现？
首先，假设Alice手头有一个粒子 A处于未知量子 态，她希望将这个量子态（即一个量子比特的量 子信息）送给远处的Bob，但不传送作为信息载 体的粒子 1本身。Alice和Bob事先需要共享 E PR粒子对 2和 3（即纠缠粒子），由于 E PR粒 子对具有量子关联特性，若对其中一个粒子进行 局域操作（包括测量），另一个粒子的量子态立 即发生相应的变化，因此 E PR粒子对构成Alice 和Bob之间的一条量子通道。
6、 QKD分发实现？
最后，Alice将测量结果（即获得那一个 B ell态）经由经典通道传递给Bob，Bob手头的纠缠 粒子 3会因Alice的测量坍缩到相应的量子态上， 于是Bob在获知Alice的测量结果之后，对粒子 3 做相应的操作，便可以使粒子 3处在与粒子 1原 先未知量子态完全相同的量子态上，这就完成了 粒子 A的未知量子态的量子隐形传送，此时量子 信息的载体是粒子 3，在这过程中Alice和Bob都 不知道他们所传送的量子比特是什么。
第1讲 量子通信概述ppt课件
9
量子通信，量子计算机，量子模拟，量子度量学
10
量子力学
量子力学是20世纪自然科 学发展的台柱之一。但是， 自量子力学诞生以来，科 学界关于量子力学基本问 题一直进行着激烈的争论。
11
争论焦点： 自然界是否确实按量子力学的规律运行？ 经典力学：宏观物质的运动规律
量子力学：微观粒子的运动规律 自然界的运动规律
27
1.3 量子通信发展现状与展望
量子通信发展现状 量子通信发展展望
28
量子通信发展现状
自从1984年BB84协议出现后，各种协议不 断被提了出来，除了单光子脉冲的偏振自 由度、相位、时间、频率自由度也被挖掘 了出来，从而派生出了各种不同的实现方 法。制备-测量型量子通信系统基于单光子， 传输信道为单模光纤或自由空间。
30
量子通信发展展望
量子通信系统将由专网走向公众网络 ，目 前大多数实验量子通信系统均是针对专门 的应用，对量子信号的传输需要单独采用 一根光纤，这样的话一方面成本较高，另 一方面应用范围受限。为了将量子通信推 广使用，如何利用现有的光纤网络同时传 输量子信号与数据信号，克服强光信号对 单光子信号的影响，是最近实验和研究的 热门课题，已经有了实际的实验结果 。
的发展都离不开它。
并且派生出了许多新的学科。
量子场论 量子光学
量子电动力学
量子信息学
量子化学
量子电子学 ……
8
三、量子通信技术
通信安全
对于通信而言，迅捷再加上安全是关键。
对于目前电子信息时代，就地球范 围而言，通讯的即时性不成问题，而未 来距离遥远的星际通信就力有不逮。另 一方面自2013年斯诺登“棱镜门”事件 以来，给人们敲响了警钟，信息安全像 窗户纸一样脆弱。
量子通信，量子计算机，量子模拟，量子度量学
10
量子力学
量子力学是20世纪自然科 学发展的台柱之一。但是， 自量子力学诞生以来，科 学界关于量子力学基本问 题一直进行着激烈的争论。
11
争论焦点： 自然界是否确实按量子力学的规律运行？ 经典力学：宏观物质的运动规律
量子力学：微观粒子的运动规律 自然界的运动规律
27
1.3 量子通信发展现状与展望
量子通信发展现状 量子通信发展展望
28
量子通信发展现状
自从1984年BB84协议出现后，各种协议不 断被提了出来，除了单光子脉冲的偏振自 由度、相位、时间、频率自由度也被挖掘 了出来，从而派生出了各种不同的实现方 法。制备-测量型量子通信系统基于单光子， 传输信道为单模光纤或自由空间。
30
量子通信发展展望
量子通信系统将由专网走向公众网络 ，目 前大多数实验量子通信系统均是针对专门 的应用，对量子信号的传输需要单独采用 一根光纤，这样的话一方面成本较高，另 一方面应用范围受限。为了将量子通信推 广使用，如何利用现有的光纤网络同时传 输量子信号与数据信号，克服强光信号对 单光子信号的影响，是最近实验和研究的 热门课题，已经有了实际的实验结果 。
的发展都离不开它。
并且派生出了许多新的学科。
量子场论 量子光学
量子电动力学
量子信息学
量子化学
量子电子学 ……
8
三、量子通信技术
通信安全
对于通信而言，迅捷再加上安全是关键。
对于目前电子信息时代，就地球范 围而言，通讯的即时性不成问题，而未 来距离遥远的星际通信就力有不逮。另 一方面自2013年斯诺登“棱镜门”事件 以来，给人们敲响了警钟，信息安全像 窗户纸一样脆弱。
量子通信技术量子纠缠科技内容PPT演示
一种新型的通讯方式，
是迄今为止唯一被严格数学证明的绝对安全，
其核也就是通过量子密钥分发，
实现相距遥远的通信双方共享绝对安全的
鱼子密钥。
量子通信
2018 年1月，
潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队，
联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、国家天文台等，
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发，
与奥地利科学院AntonZeilinger研究组合作，
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
利用“墨子号”量子科学实验卫星， 它生活在沙漠里，不需要水源也可以生存，它的形状像手掌一样，并且满身长着细细的像针一样的刺。记得上次妈妈刚买回的仙人掌，不知道是谁把它放在凳子上了，我也没注意一屁股坐上去了疼得我嗷嗷大叫。
在全球已
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
是迄今为止唯一被严格数学证明的绝对安全，
其核也就是通过量子密钥分发，
实现相距遥远的通信双方共享绝对安全的
鱼子密钥。
量子通信
2018 年1月，
潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队，
联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、国家天文台等，
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发，
与奥地利科学院AntonZeilinger研究组合作，
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
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在全球已
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
量子通信演讲PPT
THANKS
感谢观看
详细描述
在量子通信过程中，噪声和干扰可能来自各种因素，如环境中的其他粒子、信道中的损耗和退相干等 。这些因素会导致量子态的塌缩和信息丢失，从而影响通信质量。为了解决这个问题，需要采取一系 列措施，如量子纠错码、信道编码和信道容量优化等。
安全性问题
要点一
总结词
量子通信具有很高的安全性，但仍然存在一些潜在的安全 威胁和攻击方式。
目前，量子密钥分发网络已经在金融、政务、军事等领域 得到广泛应用，为保障信息安全提供了强有力的技术手段 。
量子隐形传态实验
量子隐形传态是一种利用量子纠缠实现信息传输的先进技术。在量子隐形传态实 验中，通过将一个量子比特的状态传输到另一个远距离的量子比特上，可以实现 信息的超远距离传输。
量子隐形传态实验的成功实施，为未来的量子通信和量子计算提供了重要的技术 基础，有望在未来的信息传输和处理中发挥重要作用。
05
CATALOGUE
量子通信未来展望
量子通信网络建设
01
02
03
全球量子通信网络
随着技术的不断进步，未 来将构建覆盖全球的量子 通信网络，实现安全、高 速的信息传输。
卫星中继
利用卫星作为中继，将量 子信号传输到更远的距离 ，扩展量子通信网络的覆 盖范围。
城域量子通信网络
在城市范围内构建量子通 信网络，为政府、企业和 科研机构提供安全、可靠 的信息传输服务。
星地量子通信实验的成功实施，证明了量子纠缠在远距离通 信中的可行性，为未来的量子通信网络建设提供了重要的技 术支撑。
量子密钥分发网络应用
量子密钥分发网络是一种基于量子力学原理实现密钥分发 的网络安全通信系统。通过利用量子态的不可克隆性和测 量坍缩原理，量子密钥分发技术能够保证通信双方在传输 过程中密钥的安全性。
量子通信演讲PPT
2020/4/6
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
粒子3
Bob
EPR Source
① Alice拥有一个粒子1处于未知态，其可以表示为
1 （ 2 2 1）,和表示要送的量子信息
② 粒子2和粒子3构成EPR对,Alice拥有粒子2,Bob拥有粒子3.
3c 1 0 3d
2020/4/6
Information Encoding and Decoding
R x R R x R .........
Alice EPR1: .........
Bob EPR2: .........
Information: 0 1 1 0 ...............
2020/4/6
Heisenberg 的测不准原理
由测不准原理可知, 对任何一个物理量的测 量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 这 就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可 进行绝密通信。 量子加密学为人们提供了一 种无条件安全的希望，并且不象一次一密的 密钥, 任何窃听量子密钥交换和拷贝密钥的 人不可能不被检测到。
2020/4/6
量子不可克隆定理
Wootters 和 Zurek 曾于1982 年在《自然》杂志 上撰文提出了如下问题: 是否存在一种物理过程, 实现对一个未知量子态的精确复制, 使得每个复制 态与初始量子态完全相同呢？Wootters 和 Zurek 证明, 量子力学的线性特性禁止这样的复制, 这就 是量子不可复制定理的最初表述。
2020/4/6
• 玻尔和爱因斯坦的争论
• 经典理论：条件定，结果唯一 • 量子理论：条件定，结果不唯一
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
粒子3
Bob
EPR Source
① Alice拥有一个粒子1处于未知态，其可以表示为
1 （ 2 2 1）,和表示要送的量子信息
② 粒子2和粒子3构成EPR对,Alice拥有粒子2,Bob拥有粒子3.
3c 1 0 3d
2020/4/6
Information Encoding and Decoding
R x R R x R .........
Alice EPR1: .........
Bob EPR2: .........
Information: 0 1 1 0 ...............
2020/4/6
Heisenberg 的测不准原理
由测不准原理可知, 对任何一个物理量的测 量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 这 就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可 进行绝密通信。 量子加密学为人们提供了一 种无条件安全的希望，并且不象一次一密的 密钥, 任何窃听量子密钥交换和拷贝密钥的 人不可能不被检测到。
2020/4/6
量子不可克隆定理
Wootters 和 Zurek 曾于1982 年在《自然》杂志 上撰文提出了如下问题: 是否存在一种物理过程, 实现对一个未知量子态的精确复制, 使得每个复制 态与初始量子态完全相同呢？Wootters 和 Zurek 证明, 量子力学的线性特性禁止这样的复制, 这就 是量子不可复制定理的最初表述。
2020/4/6
• 玻尔和爱因斯坦的争论
• 经典理论：条件定，结果唯一 • 量子理论：条件定，结果不唯一
量子通信ppt
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QUANTUM COMMUNICATION TECHNOLOGY
量子信息技术及应用简介
01 技术原理简介 02 应用特点难点 03 发展方向用途 04 国际应用现状
Part 01
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量子通信PPT概况
15/17
10.量子通信的应用
在网络信息安全威胁日益严峻的大背景下， 量子通信作为能够在物理层提供无法被窃听和破 解的绝对安全信息传输的通信技术手段，对于网 络安全和国家安全的战略意义不言而喻。
同时随着量子通信技术的发展，量子通信必 将作为常规通讯手段，走入寻常百姓家。
16/17
Thank you!
2.1993提出量子隐形传送的方案
基本思想：将原物的信息分成经
典信息和量子信息两部分，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:发送者对原物进行某 种测量而获得的。 量子信息:发送者在测量中未提 取的其余信息。
13/17
9.中国贡献
3.1997年潘建伟与荷兰学者波密斯特等人首次实现了未知量子态 的远程传输。 4.中科大潘建伟教授及其同事，首次实现了具有存储和 读出功能的纠缠交换，实现了“量子中继器”，向量 子通信网络的最终实现迈出了坚实的一步。 5.2010年，中国科技大学和清华大学的自由 空间量子通信实验将通信距离从数百米记 录一步跨越到16公里。 6.2012.08.09，中国科技大学的研究人员再 次创造了新纪录，将通信距离扩大到了97 公里，横跨中国的一个湖泊。
17/17
量子通信
电信工（1）班 秦善达 方诚
1/17
1、量子通信的起源
爱斯派克特和他的小组成功地完成了 1982年，法国物理学家艾伦· 一项实验，证实了微观粒子“量子纠缠”的现象确实存在。
在量子纠缠理论的基础上，1993年，美国科学C.H.Bennett提出 了量子通信（Quantum Teleportation）的概念。
10/17
7.量子通信传输的信息
经 典 信 息
用于 量子密钥的传输 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 一种幻想而已 幻想 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，选取与构成原 物完全相同的基本单元，制造出原 11/17 物完美的复制品。 量 子 信 息 用于
10.量子通信的应用
在网络信息安全威胁日益严峻的大背景下， 量子通信作为能够在物理层提供无法被窃听和破 解的绝对安全信息传输的通信技术手段，对于网 络安全和国家安全的战略意义不言而喻。
同时随着量子通信技术的发展，量子通信必 将作为常规通讯手段，走入寻常百姓家。
16/17
Thank you!
2.1993提出量子隐形传送的方案
基本思想：将原物的信息分成经
典信息和量子信息两部分，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:发送者对原物进行某 种测量而获得的。 量子信息:发送者在测量中未提 取的其余信息。
13/17
9.中国贡献
3.1997年潘建伟与荷兰学者波密斯特等人首次实现了未知量子态 的远程传输。 4.中科大潘建伟教授及其同事，首次实现了具有存储和 读出功能的纠缠交换，实现了“量子中继器”，向量 子通信网络的最终实现迈出了坚实的一步。 5.2010年，中国科技大学和清华大学的自由 空间量子通信实验将通信距离从数百米记 录一步跨越到16公里。 6.2012.08.09，中国科技大学的研究人员再 次创造了新纪录，将通信距离扩大到了97 公里，横跨中国的一个湖泊。
17/17
量子通信
电信工（1）班 秦善达 方诚
1/17
1、量子通信的起源
爱斯派克特和他的小组成功地完成了 1982年，法国物理学家艾伦· 一项实验，证实了微观粒子“量子纠缠”的现象确实存在。
在量子纠缠理论的基础上，1993年，美国科学C.H.Bennett提出 了量子通信（Quantum Teleportation）的概念。
10/17
7.量子通信传输的信息
经 典 信 息
用于 量子密钥的传输 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 一种幻想而已 幻想 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，选取与构成原 物完全相同的基本单元，制造出原 11/17 物完美的复制品。 量 子 信 息 用于
量子通信[课件]
![量子通信[课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/e203df3ee009581b6ad9eb1c.png)
量子通信
制作：usafchn
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
经典力学：宏观物质的运动规律 量子力学：微观粒子的运动规律
量子通信 Quantum Teleportation
量子比特 量子隐形传态
计算机为什么要耗电？
能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了 芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。
不可逆异或门改进为可逆异或门
Bennett后来更严格地考虑了此问题，并证明了：所有经典 不可逆的计算机都可以改造为可逆计算机，而不影响其计算 能力。
用本征态|0>和|1>对量子位编码
量子位可以处在|0>和|1>的叠加状态：a|0>+b|1>， 其中a和b是复数，且|a|2+|b|2 = 1
必须具备的两大特点：
1 2 3
(
和 1 2
12
是粒子1和粒子2所在的四
维希尔伯特空间中的Bell基)
12 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
“因为散热问题，当年Intel冲击4GHz CPU 计划失败”
Landauer最早考虑了这个问题，他考察了能耗的来源，指 出：能耗产生于计算过程中的不可逆操作。例如，对两比 待的异或操作，因为只有一比特的输出，这一过程损失了 一个自由度，因此是不可逆的，按照热力学，必然会产生 一定的热量。但这种不可逆性是不是不可避免的呢？事实 上，只要对异或门的操作如图所示的简单改进，即保留一 个无用的比特，该操作就变为可逆的。因此物理原理并没 有限制能耗的下限，消除能耗的关键是将不可逆操作改造 为可逆操作
制作：usafchn
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
经典力学：宏观物质的运动规律 量子力学：微观粒子的运动规律
量子通信 Quantum Teleportation
量子比特 量子隐形传态
计算机为什么要耗电？
能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了 芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。
不可逆异或门改进为可逆异或门
Bennett后来更严格地考虑了此问题，并证明了：所有经典 不可逆的计算机都可以改造为可逆计算机，而不影响其计算 能力。
用本征态|0>和|1>对量子位编码
量子位可以处在|0>和|1>的叠加状态：a|0>+b|1>， 其中a和b是复数，且|a|2+|b|2 = 1
必须具备的两大特点：
1 2 3
(
和 1 2
12
是粒子1和粒子2所在的四
维希尔伯特空间中的Bell基)
12 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0
public communication
Teleportation
粒子2 粒子1
Alice
“因为散热问题，当年Intel冲击4GHz CPU 计划失败”
Landauer最早考虑了这个问题，他考察了能耗的来源，指 出：能耗产生于计算过程中的不可逆操作。例如，对两比 待的异或操作，因为只有一比特的输出，这一过程损失了 一个自由度，因此是不可逆的，按照热力学，必然会产生 一定的热量。但这种不可逆性是不是不可避免的呢？事实 上，只要对异或门的操作如图所示的简单改进，即保留一 个无用的比特，该操作就变为可逆的。因此物理原理并没 有限制能耗的下限，消除能耗的关键是将不可逆操作改造 为可逆操作
量子通信介绍(演讲)PPT课件
2020/11/19
量子通信
量子通信简单地说，就是基于光的单量子态实现的通 信手段，以完成经典通信手段无法完成对通信任务， 例如保密性任务等。
量子通信就是单模光纤两端加上能代替常用光模块功 能的、光量子态的发送和接收设备，实现基于物理加 密的保密通信。
2020/11/19
爱因斯坦的幽灵——量子纠缠
我国量子通信发展
2013
2014
首次实现携带轨 道角动量、具有 空间结构的单光 子脉冲在冷原子 系综中的存储与 释放
潘团队与中科院 和清华大学合作， 结合诱骗态方法 将安全距离突破 至200公里
2020/11/19
2015
潘建伟、陆朝阳 刘乃乐等组成的 研究小组在国际 上首次成功实现 多自由度量子体 系的隐形传态。
我国量子通信发展
2008
2009Байду номын сангаас
潘团队研制了基 于诱骗态的光纤 量子通信原型系 统，组建了世界 首个3节点链状 光量子电话网
潘团队建成了世 界上首个全通型 量子通信网络， 首次实现了实时 语音量子保密通 信
2020/11/19
2012
潘团队首次成功 实现百公里量级 的自由空间量子 隐形传态和纠缠 分发
生物特征传输
智能传输系统
量子通信应用
涉密数据 电信、证券 保险、银行
未来应用
工商、地税 财政 金融
2020/11/19
量子通信应用
量子卫星
国防军事
量子互联网
量子通信应用
1
在国防和军事领域，量 子通信能够应用于通信 密钥生成与分发系统， 向未来战场覆盖区域内 任意两个用户分发量子 密钥，构成作战区域内 机动的安全军事通信网 络
量子通信
量子通信简单地说，就是基于光的单量子态实现的通 信手段，以完成经典通信手段无法完成对通信任务， 例如保密性任务等。
量子通信就是单模光纤两端加上能代替常用光模块功 能的、光量子态的发送和接收设备，实现基于物理加 密的保密通信。
2020/11/19
爱因斯坦的幽灵——量子纠缠
我国量子通信发展
2013
2014
首次实现携带轨 道角动量、具有 空间结构的单光 子脉冲在冷原子 系综中的存储与 释放
潘团队与中科院 和清华大学合作， 结合诱骗态方法 将安全距离突破 至200公里
2020/11/19
2015
潘建伟、陆朝阳 刘乃乐等组成的 研究小组在国际 上首次成功实现 多自由度量子体 系的隐形传态。
我国量子通信发展
2008
2009Байду номын сангаас
潘团队研制了基 于诱骗态的光纤 量子通信原型系 统，组建了世界 首个3节点链状 光量子电话网
潘团队建成了世 界上首个全通型 量子通信网络， 首次实现了实时 语音量子保密通 信
2020/11/19
2012
潘团队首次成功 实现百公里量级 的自由空间量子 隐形传态和纠缠 分发
生物特征传输
智能传输系统
量子通信应用
涉密数据 电信、证券 保险、银行
未来应用
工商、地税 财政 金融
2020/11/19
量子通信应用
量子卫星
国防军事
量子互联网
量子通信应用
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在国防和军事领域，量 子通信能够应用于通信 密钥生成与分发系统， 向未来战场覆盖区域内 任意两个用户分发量子 密钥，构成作战区域内 机动的安全军事通信网 络
量子通信技术量子纠缠科技专题讲授PPT课件
窗外的雨渐渐的放慢了脚步，节奏越 来越缓 慢。我 其实是 不太喜 欢下雨 的，因 为我觉 得雨会 影响我 心情， 而阳光 会让我 的心感 到明朗 。 窗外的雨渐渐的放慢了脚步，节奏越 来越缓 慢。我 其实是 不太喜 欢下雨 的，因 为我觉 得雨会 影响我 心情， 而阳光 会让我 的心感 到明朗 。
量子通信
唯一被严格数学证明的
窗外的雨渐渐的放慢了脚步，节奏越 来越缓 慢。我 其实是 不太喜 欢下雨 的，因 为我觉 得雨会 影响我 心情， 而阳光 会让我 的心感 到明朗 。
绝对安全，
其核也就是通过量子密钥分发，
实现相距遥远的
通信双方共享绝对安全的
鱼子密钥。
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Quantum Communication
窗外的雨渐渐的放慢了脚步，节奏越 来越缓 慢。我 其实是 不太喜 欢下雨 的，因 为我觉 得雨会 影响我 心情， 而阳光 会让我 的心感 到明朗 。
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唯一被严格数学证明的
窗外的雨渐渐的放慢了脚步，节奏越 来越缓 慢。我 其实是 不太喜 欢下雨 的，因 为我觉 得雨会 影响我 心情， 而阳光 会让我 的心感 到明朗 。
绝对安全，
其核也就是通过量子密钥分发，
实现相距遥远的
量子通信PPT
幻想
6.研究突破
1.1993年，C.H.Bennett提出了量子通信的概念; 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。
2.1993提出量子隐形传送的方案
基本思想：将原物的信息分成经
典信息和量子信息两部分，它们 分别经由经典通道和量子通道传 送给接收者。
8.爱因斯坦无法解释的现象
量爱 子因 通斯 信坦 的都 魅无 瑞士电信公司在实验中发现，任何隐藏信号从此接收站传送 力法 之解 到彼接收站，仅仅需要一百万兆分之一秒。这一传输速率保 处释 证了接收站能够准确地检测到光子。由此可以推测任何未知 。的 信号的传输速率至少是光速的10000倍。 奇 怪 行 这种现象也许只有通过量子物理学来解释。 为 ， 正 量子物理学认为，任何事物之间都可能存着某种特定的联系。 是 发生于某一物体之上的事件，可能同时对其他物体也会产生影 量 响。这种现象称为“量子纠缠”。不管物体之间的距离有多远， 子 同样存在“量子纠缠”的关系。 物 理 学 而爱因斯坦不仅不接受“量子纠缠”的思想，并且还坚持认为 和 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。
比光速还快！！！
这是由量子力学理论决定的。
3、量子通信研究什么?
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
简单地说，就是利用量子力 学原理中的量子纠缠传输信 息
实验室
4、工作过程是什么？
量子通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。
量子态发生器
量子通道
量子测量装置
4、工作过程是什么？
最后，甲将测量结果（即获得那一个 B ell 态）经由经典通道传递给乙，乙手头的纠缠粒子 C会因甲的测量坍缩到相应的量子态上，于是乙在 获知甲的测量结果之后，对粒子 C做相应的操作， 便可以使粒子 C处在与粒子 A原先未知量子态完 全相同的量子态上，这就完成了粒子 A的未知量 子态的量子隐形传送，此时量子信息的载体是粒 子 C，在这过程中甲和乙都不知道他们所传送的 量子比特是什么。
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我国量子通信发展
2008
2009
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2020/11/19
2012
潘团队首次成功 实现百公里量级 的自由空间量子 隐形传态和纠缠 分发
我国量子通信发展 2016
“京沪干线”建成交 工。这是世界第一条 量子通信保密干线， 传输距离达2000多公 里，途经北京至上海 多个城市，主要承载 重要 信息的保密传 输。
2020/11/19
量子通信与经典通信的对比
• 容量大 • 速度快
中国科技大学潘建伟教授主持的量子隐形传态研究项目组2013年测出， 量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。
量子通信（Quantum Teleportation）
2020/11/19
量子通信
2020/11/19
1. 量子通信简介 2. 我国量子通信发展现状 3. 量子通信与经典通信的区别
4. 量子通信技术原理 5. 量子通信应用前景
2
一门新兴学科——量子信息学
所谓量子通信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，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。量子通信具有高效率和绝对安全等特点，是目前 国际量子物理和信息科学信
量子通信简单地说，就是基于光的单量子态实现的通 信手段，以完成经典通信手段无法完成对通信任务， 例如保密性任务等。
量子通信就是单模光纤两端加上能代替常用光模块功 能的、光量子态的发送和接收设备，实现基于物理加 密的保密通信。
2020/11/19
爱因斯坦的幽灵——量子纠缠
我国量子通信发展
2013
2014
首次实现携带轨 道角动量、具有 空间结构的单光 子脉冲在冷原子 系综中的存储与 释放
潘团队与中科院 和清华大学合作， 结合诱骗态方法 将安全距离突破 至200公里
2020/11/19
2015
潘建伟、陆朝阳 刘乃乐等组成的 研究小组在国际 上首次成功实现 多自由度量子体 系的隐形传态。
也不能保证通信的“绝对安全”
2020/11/19
实现原则上不可被破译的通信技术
量子通信VS经典通信
量子通信系统的问世，重新点燃了建造“绝 对安全”通信系统的希望。根据量子力学“测 不准”原则，未知的“量子”态不能被精确地 复制，任何探测它的企图都会改变它的状态。
2020/11/19
量子通信技术简介
2
能够应用于信息对抗， 改进军用光网信息传输 保密性，提高信息保护 和信息对抗能力；能够 应用于深海安全通信， 为远洋深海安全通信开 辟了崭新途径
3
利用量子隐形传态以及 量子通信绝对安全性、 超大信道容量、超高通 信速率、远距离传输和 信息高效率等特点，建 立满足军事特殊需求的 军事信息网络，为国防 和军事赢得先机
主要通信方式
量子隐形 传送
量子密码 通信
2020/11/19
量子隐形传态
2020/11/19
量子密码通信
2020/11/19
量子通信网
2020/11/19
量子通信相关公司
安徽量通
浙江东方
中天科技
中国信安
2020/11/19
量子通信应用
未来应用 领域
2020/11/19
电子政务 电子商务 电子医疗
2020/11/19
The End Thank you!
有请老师和同学们一起交流！
2020/11/19
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
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谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
1997年年底奥地利 实验组首次在实验 室实现了量子隐形 传输
2020/11/19
我国量子通信发展
2003
2006
韩国、中国、 加拿大等国学 者提出了诱骗 态量子密码理 论方案
潘建伟组实现 诱骗态方案， 同时实现超过 100公里的诱 骗态量子密钥 分发实验
2020/11/19
2007
中国科技大学 在合肥建成了 中国第一个量 子通信局域网。
生物特征传输
智能传输系统
量子通信应用
涉密数据 电信、证券 保险、银行
未来应用
工商、地税 财政 金融
2020/11/19
量子通信应用
量子卫星
国防军事
量子互联网
量子通信应用
1
在国防和军事领域，量 子通信能够应用于通信 密钥生成与分发系统， 向未来战场覆盖区域内 任意两个用户分发量子 密钥，构成作战区域内 机动的安全军事通信网 络
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
• 保密性好
量子通信具有，单个光量子不可分割和量子不可克隆原理这些量子世 界的奇特性质
2020/11/19
量子通信VS经典通信
经典 数据加密
量子 量子隐形传态和量子纠缠的分发
一些现在看起来无法利用数学方法破 解的加密解密算法在未来得以破解。 在实际应用中也存在着加密和解密效 率低下等诸多问题
利用量子隐形传送方案，构建了一种 脱离实物的量子通信系统，以量子态 作为信息载体，通过量子态的传送完 成了大容量信息的传输
量子纠缠证实了爱因斯坦的“幽灵”— — 超距作用的存 在
任何两种物质之间，不管距离多远，都有可能相互影响， 不受四维时空的约束，是非局域的，宇宙在冥冥之中存在 深层次的内在联系
2020/11/19
世界量子通信发展
1993年
美国科学家贝内特 提出量子 通信的概念。
1993年
1997 年
6位来自不同国家的科 学家，基于量子纠缠态 原理，提出了利用经典 与量子相结合的方法实 现量子隐形传送的方案。