“量子隐形传态”的概念及技术发展

量子隐形传态是学术界关注的新焦点。随着量子隐形传态技术不断取得突破,量子通信过程中的信息传输能力和可靠性有望获得极大提升。文章详细阐述了量子隐形传态的实现过程,介绍了量子隐形传态的最新研发成果、专利申请以及应用方向。     

量子通信

正量子通信(quantum communication)是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种通信方式,是量子论和信息论相结合的新的研究领域,主要涉及量子密钥分配、量子隐形传态和量子密集编码等技术。量子通信因其高效、安全的信息传输特性而成为量子物理和信息科学的研究热点。从1993年量子通信概念和量子隐形传送方案的提出,到1997年未知量子态远程传输的首次实现,到2006年超100公里诱骗态量子密钥     

光通信波段多频道量子通道的实验研究

安全和高速的信息传递与处理是现代生活的重要基石。量子计算机的出现将使得该基石面临新的机遇与挑战,其将提供全新的信息处理技术,又将彻底瓦解目前使用的信息安全系统,比如加密电邮和电子银行等。量子因特网使用量子通道中传递的光量子信息将量子计算机等节点连接起来,可以帮助我们最大限度地发挥量子计算机的优势,同时保障我们不受到其对信息安全的冲击。实现量子信息高保真、长距离、大容量传递是现阶段量子因特网的核心任务,主要是通过量子纠缠分发后的量子隐形传态这一技术路线来实现,相关工作统称为量子通道研究。现阶段,在纠缠分发之后进行量子隐形传态的实验研究,仅在城域光纤网络中得到了实现,但距离限制在数10 km内,且保真度和容量均无法达到量子密钥分发等量子信息应用的技术需求。可见,现有的量子通道研究在距离、保真度和容量等方面都还有很长的路要走,构建高性能量子通道实验研究平台是发展量子因特网的必经之路。我们拟搭建的高性能量子通道平台包括:光通信波段多频道宽带原子频梳研究系统、光纤网络中频分复用量子隐形传态实验研究系统、光通信波段量子通道基础链路模型等3个子系统,它们之间既相互独立又可有机连接成一个整体。     

应用诱骗态量子密码技术建立安全通信网络的实际应用测试

量子通信是量子物理与信息科学相结合的新兴产物。量子力学的基本原理保证了通信的绝对安全,从而将在本质上提升通信安全,其实用化和产业化也将给未来的通信产业带来一场革命。目前,实用化的量子通信在国际上的竞争非常激烈。本项研究在合肥实现了基于诱骗态方案的绝对安全的3节点链状量子通信网络,并进一步实现了全通型的星形量子通信网络。所实现的通信网络,在通信距离和通信速率上都处于国际领先水平,标志着我国在实用化量子通信领域已具备和欧美发达国家竞争的能力。     

量子纠缠及其哲学意义

20世纪90年代以来,兴起了量子信息论,量子纠缠从理论走向实践.量子纠缠是量子信息与量子隐形传态的关键.量子纠缠是一个特殊的超空间、非定域的量子关联.它涉及非定域性、内部时空、个体性、纠缠资源、相互作用、对称性、同一性等一系列重大的哲学问题,拓展出新的哲学意义.     

量子通信是什么?

"绝对安全"的通信是千百年来人类的梦想之一,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。那么,究竟什么是量子通信呢?目前,量子通信尚无严格的定义。物理上,量子通信可以被理解为在物理极限下,利用量子效应实现的高性能通信。信息学上,则认为量子通信是利用量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的测量塌缩性质等)或者利用量子态隐形传输等量子系统特有属性,以及量子测量的方法来完成两地之间的信息传递。     

量子隐形传态过程的因果关系分析

事件概念较粒子概念更为基本.利用基于事件概念的Bunge状态空间模型,对量子隐形传态过程中的相互作用及因果关系进行了论证和分析.量子信息传递中有相互作用的发生,展现了违背"定域性作用"假设的非定域性,体现了一种新型的非定域性因果关系的存在.用不确定性原理阐明了量子信息传递中有"能量波动",并将之看做是对经典因果性中"能量传递"概念的拓展.     

五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态

由中国科技大学合肥微尺度国家实验室 (筹 )量子物理和量子信息部与奥地利合作者完成的“五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态”研究成果以Letter的方式发表在2 0 0 4年 7月 1日出版的Nature杂志上 ,并被欧洲物理学会和美国物理协会专题报道。本文介绍了该成果的研究背景、意义和内容     

高效按需可控量子光源的研究进展

量子光源是微纳光电子集成芯片和量子信息技术不可或缺的关键光子器件,其低效率和量子态（如自旋态和角动量态）难以按需调控而极大地制约了量子光源的实际应用,实现高效按需可控量子光源一直是该领域需要应对的重大挑战。目前,基于量子点的确定性量子光源为解决以上挑战提供了有效的解决途径。本文对提高量子点量子光源效率,调控其轨道角动量量子态、自旋量子态等维度的研究进行总结,为加速我国量子光源在量子信息处理中的研究及实用化进程提供参考。     

量子通信是什么?

<正>"绝对安全"的通信是千百年来人类的梦想之一,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。那么,究竟什么是量子通信呢?目前,量子通信尚无严格的定义。物理上,量子通信可以被理解为在物理极限下,利用量子效应实现的高性能通信。信息学上,则认为量子通信是利用量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的测量塌缩性质等)或者利用量子态隐形传输等量子系统特有属性,以及量子测量的方法来完成两地之间的信息传递。     

计算复杂性、量子计算及其哲学意义

量子计算机具有超越经典计算机的能力。量子计算具有并行性和整体性,某些量子算法具有加速性。量子计算揭示了:数学与物理学之间的紧密关系,量子力学的波函数具有实在性。量子计算具有克服计算复杂性的能力。     

格罗夫算法、量子控制及其对量子测量的意义

波函数具有可控性。量子算法是幺正算法,能够对一个量子系统进行变换(量子控制),且变换前后的经典物理意义并不发生变化。格罗夫算法具有放大波函数的系数的能力。量子算法对被测量子系统的控制,在一定程度上体现为对量子测量进行控制,于是,测量后显现的经典实在并不是量子实在的任意所为。量子控制是面对实事本身,是一种现象学式的处理方式,它不去追究量子系统有什么样的结构。     

相互作用实在论及其科学和哲学意义

自在实体是未经观察的自然客体;现象实体是自在实体与人加观察信号作用的综合产物。自在实体、现象实体、现象及科学理论结构的形成离不开相互作用。相互作用是科学理论结构形成的动因,相互作用实在论从动因角度讨论科学理论结构的实在性,是结构实在论中的一员。量子力学曲率解释中的量子曲率构成曲率波场,曲率波场描述了一个新的物质波动存在形态,科学理论的结构与物质存在形态有了内在的统一性,科学理论的结构是实在的。     

对现代基础研究的几点认识

本文对现代基础研究的特点、功能、研究内容、进行方式及管理进行了探讨,认为"基础研究是不考虑应用目标的研究"的观点已经过时,现代基础研究的显著特点是与实际应用的关系更密切,在思想、培养人才方面的作用更显著,因而基础研究对经济和社会发展的贡献更大。     

Quantum Mechanics and other Fields of Science

In recent times, a particular attention has been devoted to thesignificance of Quantum Theory for other disciplines. The articlescollected in this issue discuss some interesting cases,characterized by an interaction between Quantum Theory andother fields. Some basic notrons of the mathematical formalismof the theory are here summarized.     

技术归化:理解用户与产品关系的关键视角

技术归化是20世纪90年代从文化与传媒研究领域引入技术论研究的新概念,它把握住了用户在技术消费使用过程中的能动性,为理解用户与产品关系提供了关键的视角。技术归化是指将技术产品融入到应用环境,使其成为用户所处实践与文化网络一部分的过程。技术归化是一个学习与赋予意义的过程,正是通过技术归化,技术产品的社会文化价值才得以形成。对一项技术进行归化的集体过程既可能导致技术根深蒂固,难以排除,也可能使地位确立的技术"祛稳定化",后者提供了一种打破技术锁定,摆脱路径依赖的可能途径。     

Quantum Mechanics and Realism

Quantum mechanics is usually presented as a challenge to scientific realism, but I will argue that the details of quantum mechanics actually support realism. I will first present some basic quantum mechanical concepts and results, including the Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) experiment and Bell's theorem, and do it in a way that everyone can understand. I will then use the physics to inform the philosophy, showing that quantum mechanics provides evidence to support epistemological realism.     

Planck-Scale Physics: Facts and Beliefs

The relevance of the Planck scale to a theory of quantum gravity has become a worryingly little examined assumption that goes unchallenged in the majority of research in this area. However, in all scientific honesty, the significance of Planck’s natural units in a future physical theory of spacetime is only a plausible, yet by no means certain, assumption. The purpose of this article is to clearly separate fact from belief in this connection.