量子隱形傳送

量子隱形傳送,是一種新型信息傳送的方法,具有悄聲無息、無影無蹤的特點,是未來信息傳送的最終目標,但是現在技術不是完全成熟,這個量子隱形傳送還只是幻想而已。

概述

量子隱形傳送與量子遠程通信密切相關。“teleportation”一詞是指一種無影無蹤的傳送過程。從物理學角度,可以這樣來想像隱形傳送的過程:先提取原物的所有信息,然後將這些信息傳送到接收地點,接收者依據這些信息,選取與構成原物完全相同的基本單元(如:原子),製造出原物完美的複製品。遺憾的是,量子力學的不確定性原理不允許精確地提取原物的全部信息,這個複製品不可能是完美的。因此長期以來,隱形傳物只不過是種幻想而已。

發展

1993年美國物理學家貝尼特等人提出了量子隱形傳送的方案:將某個粒子的未知量子態(即未知量子比特)傳送到另一個地方,把另一個粒子製備到這個量子態上,而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是:將原物的信息分成經典信息和量子信息兩部分,它們分別經由經典通道和量子通道傳送給接收者。經典信息是傳送者對原物進行某種測量而獲得的,量子信息是傳送者在測量中未提取的其餘信息。接收者在獲得這兩種信息之後,就可製造出原物量子態的完全複製品。這個過程中傳送的僅僅是原物的量子態,而不是原物本身。傳送者甚至可以對這個量子態一無所知,而接收者是將別的粒子(甚至可以是與原物不相同的粒子)處於原物的量子態上。原物的量子態在此過程中已遭破壞。
1997年年底奧地利的一個研究小組首先在實驗上演示成功了量子隱形傳送,論文發表在《自然》上,引起國際學術界的極大興趣。此後,有若干研究小組也相繼在實驗上實現了量子隱形傳送。
量子隱形傳送所傳輸的是量子信息,它是量子通信最基本的過程。人們基於這個過程提出了實現量子網際網路的構想。量子網際網路是用量子通道來聯絡許多量子處理器,它可以同時實現量子信息的傳輸和處理。相比於現在經典網際網路,量子網際網路具有安全保密特性,可實現多端的分布計算,有效地降低通信複雜度等一系列優點。

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