量子通信PPT

特性：充满整个空间，遵从经典电磁 场理论。
微观粒子
特点：同时具有粒子性和波动性。
C B A
A,B,C,…为探测器
设想空间中有一个微观粒子， 任何时刻有可能在空间中任何点探 测到粒子（类似经典波的特性）， 但一旦探测到只能在其中一个探测 器处发现该粒子（类似经典粒子的 特性）。
●经典粒子在某个时刻只能处于确定的
量子特性应用到信息领域 中可以发挥出独特的功能，在 提高运算速度、确保信息安全、 增大信息容量等方面可以突破 现有的经典信息系统的极限。
科普【量子通信】4_标清_clip(1).flv
量子通信（Quantum Teleportation）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。
B.EPR佯谬
B A
EPR佯谬
EPR粒子对
EPR效应：非局域性是量子力学的基
本性质。 纠缠态
c.量子态的非克隆性 （Non-Cloning）
定理：由于量子力学的态 叠加原理，量子系统的任 意未知量子态，不可能在 不遭破坏的前提下，以确 定成功的概率被克隆到另 一个量子体系上。
设
为二维空间任意量子态
普朗克 1900年 辐射量子假说
爱因斯坦 1905年 光量子
玻尔 1913年 原子的量子理论
德布罗意 1923年 物质波
海森堡 1925年 矩阵力学
薛定谔 1926年 量子波动力学
狄拉克 20世纪30年代 量子场论
经典粒子
特性：每时刻的位置、速度完全确定， 有确定的运行轨迹，遵从牛顿力学。
经典的波
物理状态上；
●量子粒子则可以同时处于各种可能的物
理状态上（叠加态）。
A.“薛定谔猫” ——
宏观量子叠加态
此 刻 我 是 一 只 既死又活 的 猫
Logic will get you
A
to
B
,
imagination will take you
everywhere .
-Albert Einstein

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
量子通信领域的最强音：我国发射世界首颗量子卫星.flv
2017/6/11
Thank you!
量子信息与量子通信
汇报人：王翠
量子信息学 ——
一门新兴的、以量子力学与经典信息学理 论为主干的交叉性学科。
量子 量子 信息学 信息学 力学 量 子 通 信
量 子 计 算
量子力学是20世纪 初才诞生的，是近代物 理学两大支柱之一。
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。
电子通信：通过电信号的参数传送信息 量子通信：由量子 钥分配
1、量子隐形传态
（Quantum Teleportation）
量子隐形传态（quantum teleportation）是经由经典通 道和EPR通道传送未知量子态。
地 球
木 星
通俗来讲就是将甲地的某一粒子的未 知量子态在乙地的另一粒子上还原出来。 因量子力学的不确定原理和量子态不可克 隆原理，限制人们将原量子态的所有信息 精确地全部提取出来，因此必须将原量子 态的所有信息分为经典信息和量子信息两 部分，它们分别由经典通道和量子通道送 到乙地，根据这些信息，在乙地构造出原 量子态的全貌。
量子克隆：
现假定 为任意叠加态：
初始模和复制模均处于
和
的混合态
初始模和复制模处于纠缠态 无论哪种情况，都不可能处于初始模和复制模的直积态
20世纪人类把量子力学应用 于物质科学和能源科学，导致了 构成当代文明社会的高科技成果， 如核能、半导体、激光等。
21世纪人类将量子力学应用 于信息科学，导致量子信息的诞 生，这将为全人类带来更丰富的 高科技成果。
量子隐形传态
幺正变换
科普【量子通信】4_标清_clip(2).flv
贝尔态
1
2
3
4
这个两粒子系统塌缩在以上其中一个态上
2、密钥分配过程原理BB84协议
量子密钥和量子隐形传态的区别
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。