量子通信原理——基于量子“纠缠”

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-06-20 11:52:50】【打印】【关闭】

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量子是最小的、不可再分割的能量单位。在微观世界里，有共同来源的两个量子之间存在着“纠缠”关系，无论二者相距多远，只要其中一个量子状态发生变化，另一个量子就能立即“感应”，并做出相应变化。在量子纠缠理论的基础上，1993年，美国科学家提出了量子通信（QuantumTeleportation）的概念。

量子通信分为广义量子通信和狭义量子通信两个层面。广义量子通信是基于量子力学的基本原理，使用微观粒子做载体，通过“量子纠缠效应”实现经典通信无法实现的任务。主要涉及：量子保密通信、量子远程传态和量子密集编码等。一般所指的量子通信，主要指的是狭义量子通信，称为量子保密通信，或者称为量子密钥分配（QuantumKeyDistribution,QKD），其希望解决的是通信的安全性问题，并非取代传统通信技术。

广义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。量子通信主要包含：量子密码通信、量子态隐形传输和量子密集编码等，已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到关注。

量子纠缠态

光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。根据实验验证，具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化，利用这个特性实现光量子通信的过程如下：事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量（一种操作），则接收方的粒子瞬间发生坍塌（变化），坍塌（变化）为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌（变化）后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收放根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换（相当于逆转变换），即可得到与发送方完全相同的未知量子态。

量子通信的传输信道