量子通信PPT
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电子通信：通过电信号的参数传送信息 量子通信：由量子态携带信息
量子通信方式
量子隐 形传态 量子密 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。
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!
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
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。
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。
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
,
Βιβλιοθήκη Baidu
imagination will take you
everywhere .
-Albert Einstein
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。
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
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。
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
量子通信方式
量子隐 形传态 量子密 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。
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!
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
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。
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。
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
,
Βιβλιοθήκη Baidu
imagination will take you
everywhere .
-Albert Einstein
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。
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
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。
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