航空航天港

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

楼主: i2000s
收起左侧

[科技专项] 国家重大科技专项量子信息与量子计算专题:洲际量子通信干线开通

[复制链接]
lemoncap 发表于 2016-3-5 05:45 | 显示全部楼层
Quantum cryptography system hacked
May 20, 2010 3 comments
Researchers question the strength of the highest security
Researchers question the strength of the highest security
It is supposed to be absolutely secure – a means to transmit secret information between two parties with no possibility of someone eavesdropping.
Yet quantum cryptography, according to some engineers, is not without its faults. In a preprint submitted late last week to arXiv, Hoi-Kwong Lo and colleagues at the University of Toronto, Canada, claim to have hacked into a commercial quantum cryptography system by exploiting a certain practical "loophole". So does this mean high-profile users of quantum cryptography – banks and governments, for example – are in danger of being eavesdropped after all?
Quantum cryptography works because a system's quantum state cannot be observed without changing it. In the standard protocol, two users, typically known as Alice and Bob, openly share encoded information. They can only decode the information once they also share the secret quantum "key". But they will always know if another party, typically known as Eve, tries to eavesdrop on the key, because by observing it she will always change its state.
Finding the loopholes
At least, that's how it should work in theory. Lo's group is one of several to look for faults in such quantum key distribution (QKD) in practice. "Our work is not bad news for QKD," says Lo. "By discovering and plugging loopholes in practical QKD systems, we make QKD more secure in the future."
The loopholes Lo refers to concern noise. It is impossible to shield out all environmental noise in a QKD system, so manufacturers have to tell the "Alice" and "Bob" receivers to tolerate a small error level, while still ensuring the system is secure from Eve. In past proofs, physicists have shown the maximum error level to be 20%.
Lo's group, however, attack a different source of noise: the inherent noise Alice introduces when she prepares quantum states for Bob to generate the secret key. By exploiting this additional leeway, Eve can learn sufficient information about the key without increasing the error level above the critical threshold. Indeed, on experiments with the commercial "ID-500" QKD system built by the Swiss company id Quantique, the Toronto researchers claim they can hack the key with an error level of just 19.7%.
No cause for alarm
The study would suggest that customers using QKD systems ought to beware, although id Quantique sees no cause for alarm. "It's important and interesting in the sense that quantum cryptography is just like any other security technology – you must test it to know that it is secure," explains Gregory Ribordy, an engineer who works at the company. "Where I'm less happy is with the buzz that it generates. [The preprint is] a bit overblown, and the claims that are derived from this research are completely exaggerated."
Ribordy points out that the ID-500 system is "old", having been manufactured in 2004. Moreover, he says it was only ever sold for research evaluation purposes. "This particular attack would not work in commercial applications or non-R&D applications," he adds.
The founder of id Quantique, Nicolas Gisin of the University of Geneva, is also sceptical about the preprint's merits. "The claim is largely oversold because the found error rate of 19.7% is largely above the alarm level of 8% that is implemented in id Quantique's commercial system," he says. "Consequently, the claim that a commercial QKD system has been hacked is simply wrong."
More testing
So are users of QKD systems being fooled by the theoretical promises of security? Despite the criticisms of the Toronto group's preprint, everyone seems to agree that quantum cryptography – a field only just beginning to mature – will always require practical testing. "More and more groups try to find weaknesses in the implementation of QKD – [although] no one questions its principle," says Gisin. "Thoroughly testing QKD systems by independent groups is indeed a must and id Quantique is collaborating with several university groups on this."
The research can be found online at arXiv:1005.2376.
空弹匣 发表于 2016-3-5 09:37 | 显示全部楼层
2016全国两会 潘建伟:“量子通信京沪干线”今年建成
发表时间:2016-03-03 23:09:19 http://www.guancha.cn/Industry/2016_03_03_352871.shtml
全国政协委员、中国科学技术大学常务副校长潘建伟院士3日在接受新华社记者采访时表示,京沪干线大尺度光纤量子通信骨干网将于2016年下半年建成。
“这条量子干线连接北京与上海,贯穿山东济南、安徽合肥等地,是千公里级高可信、可扩展的广域光纤量子通信网络,属世界首例。它建成后将广泛用于金融、政务等领域信息的安全传输。”潘建伟说。

全国政协委员、中国科学技术大学常务副校长潘建伟院士

信息科技进一步发展面临着两大瓶颈,即计算能力瓶颈和信息安全瓶颈:一方面,随着半导体晶体管的尺寸接近纳米级,电子的运动不再遵守经典物理学规律,半导体晶体管将不再可靠,著名的“摩尔定律”终将失效。另一方面,芯片后门、光缆窃听、“棱镜门”等窃听与黑客攻击事实,以及超级计算机运算速度突破亿亿次每秒,使得信息面临着越来越严重的窃听和破译风险。
“量子力学在百年来的发展过程中,已经为解决这些重大问题做好了准备。”潘建伟说。
潘建伟、陆朝阳等不久前在国际上首次实现基于半导体量子点的高效率和高全同性的单光子源,综合性能达到国际最优,为实现基于固态体系的大规模光子纠缠和量子信息处理技术奠定了科学基础。
量子通信,指利用光子的量子状态加载并传输信息。“从原理上来说,量子通信是无条件安全的通信方式。”潘建伟说,“由于作为信息载体的单光子不可分割、量子状态不可克隆,可以实现抵御任何窃听的密钥分发,进而能保证用其加密的内容不可破译。”
潘建伟在介绍量子通信的发展路线时表示,可以通过光纤实现城域量子通信网络、通过中继器连接实现城际量子网络、通过卫星中转实现远距离量子通信,最终构成广域量子通信网络。
展望量子通信的前景,潘建伟表示,未来能够形成天地一体的全球化量子通信基础设施,形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统,构建基于量子通信安全保障的未来互联网,即“量子互联网”。
除了在量子通信科研方面取得了突破性进展,潘建伟领导的科研团队还着力在量子计算与模拟、量子精密测量方面展开攻关。
潘建伟介绍说,量子计算利用量子态的叠加性质,可以实现计算能力的飞跃。比如,求解一个亿亿亿变量的方程组,利用亿亿次的天河二号需要100年。利用万亿次的量子计算机,则只需0.01秒。这将为解决密码分析、气象预报、药物设计、金融分析等大规模计算难题提供全新的方案。量子模拟机则可视为解决某些特定问题的“专用”量子计算机,可有效揭示一些复杂物理系统的规律。
“英国《自然》杂志在一篇文章中指出,在不久的将来,利用量子模拟揭示高温超导和高效氮固化等的机制,指导产业每年有望产生数百亿美元的直接经济效益,还可以为实现规模化的通用量子计算机奠定基础。”潘建伟说。
他还表示,量子精密测量可以实现对重力、时间、位置等物理参数的超高灵敏度测量,大幅度提升导航、定位、资源勘探和医学检测等的准确性和精度。
空弹匣 发表于 2016-3-5 09:41 | 显示全部楼层
中科院士:我国7月发射世界首颗量子通信卫星 让“棱镜”无光
发表时间:2016-03-04 19:10:33 http://www.guancha.cn/Science/2016_03_04_352961.shtml
全国政协委员、中科院院士潘建伟3日透露,全球首颗量子通信科学实验卫星有望在7月发射。如果该卫星成功运行,中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面已有的光纤量子通信网络,初步构建一个广域量子通信体系。在量子通信技术成熟之后,类似于“棱镜门”之类的窃听行为将很难重演。
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。同传统通信相比,量子通信的安全性和高效性都实现了巨大提高,可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。
潘建伟院士曾打比方,“古人在信封上用火漆封口,一旦信件被中途拆开,就会留下泄密的痕迹”。量子密钥在量子通信中的作用比火漆更彻底,因为一旦有人试图打开“信件”,量子密钥会让“信件”自毁,并让使用者知晓。理论上说,量子加密技术应用成熟后,类似于“棱镜门”之类的窃听事件将很难发生。

中科院院士潘建伟

中国计划在2030年建成全球化的量子通信网络,因此在2011年启动了量子科学实验卫星的研制,2013年启动了光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目。潘建伟院士说,即将建成的量子京沪干线连接北京与上海,贯穿济南、合肥等地,是千公里级高可信、可扩展的广域光纤量子通信网络,属世界首例。
如果说“京沪干线”像连接地面每个城市、每个信息传输点的“网”,那么量子科学实验卫星就像一杆将这张网射向太空的“标枪”。当这张纵横寰宇的量子通信之“网”织就,海量信息将在其中来去如影,并且“无条件”安全。
“量子科学实验卫星的发射,表明中国正从经典信息技术的跟随者,转变成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。”潘建伟说,“我希望它尽快走进每个人的生活,就像计算机曾经做到的一样,改变世界。”
潘建伟透露,该卫星已完成载荷正样产品、卫星平台正样产品研制、整星电测和热平衡试验,正在开展发射星集成测试、EMC测试、力学试验、磁测试等工作。简而言之,“就是卫星‘硬件’方面准备得差不多啦!”
在科学应用系统方面,现在已完成兴隆、南山、德令哈量子通信地面站的验收测试。此外,德令哈量子通信地面站与卫星有效载荷初样鉴定件的对接实验,阿里量子隐形传态实验舱验收也已经完成。卫星上天后,量子通信科学应用系统将在首席科学家的主持下,协调卫星和各大系统,实现预定科学目标。
ssizz 发表于 2016-6-2 21:02 | 显示全部楼层
新华社合肥6月2日电(记者徐海涛)记者从中国科学技术大学获悉,该校教授潘建伟、包小辉等人近期采用冷原子系综,成功研究出百毫秒级高效量子存储器,为远距离量子中继系统的构建奠定了坚实基础。国际权威学术期刊《自然·光子学》5月31日发表了该成果。

  据了解,量子中继可以解决光子信号在光纤内指数衰减的重大难题,是未来实现超远距离量子通信的重要途径之一。量子中继的基本原理是采用分段纠缠分发与纠缠交换相结合来拓展通信距离,其核心是量子存储技术,通过对光子比特进行缓存,可大幅提升纠缠连接效率。为满足远距离量子中继的实际需求,量子存储器需要对单量子态进行长时间存储且具备高读出效率。

  近年来,国际学界在量子存储方面的实验研究进展很快,众多物理体系的存储指标均在不断进步。但到目前为止,还没有一个体系能够在存储时间和效率方面同时满足量子中继需求。冷原子系综是量子存储实验研究的一个重要物理体系,它的主要优点包括操纵手段丰富、退相干机制简单等。2012年,潘建伟、包小辉等首次实现了毫秒级的高效量子存储器,但该存储时间仍与远距离量子中继的实际需求相距较远。

  为进一步提升存储时间,潘建伟小组近年来发展了三维光晶格限制原子运动等多项关键实验技术,使得原子运动导致的退相干得到大幅抑制,并最终成功实现了存储寿命达到0.22秒、读出效率达到76%的高性能量子存储器。这一实验结果与2012年的工作相比,存储寿命提升了近两个数量级。

  据介绍,该实验的重要意义在于,首次将存储寿命及读出效率提升到能够满足远距离量子中继的实际需求。据估算,该成果结合多模存储、高效通讯波段接口等技术,已在原理上可支持通过量子中继实现500公里以上纠缠分发。《自然·光子学》审稿人对这一工作的重要性给予高度认可,并称赞该实验为“非凡绝技”。
 楼主| i2000s 发表于 2016-6-13 03:33 | 显示全部楼层
谷歌开发通用量子计算机取得重要突破
转自: http://www.guancha.cn/Science/2016_06_12_363648.shtml

发表时间:2016-06-12 15:30:45

关键字: 量子计算量子计算机谷歌通用量子计算机量子       

过去30年,研究人员一直试图开发能解决任何计算问题的通用量子计算机。目前,来自美国加州和西班牙的一支团队开发了一款原型设备,能解决物理和化学领域的多种问题,而未来还有可能被应用至更广泛的领域。IBM和加拿大公司D-Wave此前利用不同方式开发了可提供一定功能的量子计算机。然而,这样的设备无法扩大至更多量子位,从而解决传统计算机无法解决的问题。

来自加州圣芭芭拉谷歌研究实验室的计算机科学家,以及加州大学圣芭芭拉分校和西班牙巴斯克大学的物理学家近期在《自然》杂志上介绍了他们的最新设备。

D-Wave的量子计算机芯片

南加州大学量子计算专家丹尼尔·利达尔(Daniel Lidar)表示:“从许多方面来看,这都是出色的成果,吸取了量子计算行业许多有价值的经验。”

谷歌的原型产品结合了两种量子计算技术。其中一种技术使用针对特定问题、有着特殊排列的量子位去设计计算机数字电路。这类似于传统微处理器中的订制数字电路。

量子计算理论的很大一部分基于这种技术。这其中也包括避免计算结果偏离的误差修正方法。不过到目前为止,基于这种技术的量子计算机只限于几个量子位。

另一种技术称作“绝热量子计算(AQC)”。计算机将特定问题编码为一组量子位,并逐步调整这些量子位之间的互动,以“塑造”共同的量子态,得出解决方案。从理论上来说,任何问题都可以被编码为一组量子位。

谷歌团队的计算机科学家拉米·巴伦兹(Rami Barends)表示,这种技术受到随机噪声效应的限制,而这种效应会引入系统无法修正的误差。此外,这种技术也无法保证有效地解决任何问题。

不过,全球首款商用的量子计算设备正是基于AQC技术。这款产品来自英国公司D-Wave,价格约1500万美元。谷歌也拥有一台D-Wave的设备。不过,巴伦兹及其同事认为,有更好的方式去利用AQC技术。

他们希望找到某种误差修正方式。如果没有误差修正,那么利用AQC技术去扩大计算规模将非常困难,因为在更大的系统中,误差的积累将会很快。该团队认为,实现这一目标的第一步是将AQC技术与数字方法中的误差修正技术结合在一起。

在研究中,谷歌的团队采用了9个固态量子位。这些量子位由十字形的铝制薄膜制成,宽度约为400微米。随后,这些量子位被固定在蓝宝石表面上。研究人员将这些铝制薄膜的温度降低至0.02开尔文(约零下273摄氏度),使金属成为超导体,电阻完全消失。利用这些超导态的量子位,研究人员可以向其中编码信息。

相邻量子位的互动由“逻辑门”控制。逻辑门利用数字方式去操控量子位,使其进入某种状态,从而得出问题的解。在演示中,研究人员对量子位进行排列,使其模拟有着一定自旋态的磁性原子阵列。这样的问题已经在凝聚态物理中得到了充分研究。研究人员随后可以通过量子位去确定总势能最低的原子自旋态组合。

对传统计算机来说,这是个非常简单的问题。不过,谷歌的新设备也可以处理所谓的“non-stoquastic”问题,而这是传统计算机做不到的。这其中包括对多个电子互动的模拟,这以往需要准确的化学计算机模拟。从量子层面模拟分子和其他物质将是量子计算最有价值的应用。

利达尔表示,这种新方法将使量子计算机可以进行量子误差修正。尽管研究人员尚未做出证明,但该团队此前表示,在9个量子位的设备上可以做到这点。

谷歌团队的另一名成员阿里雷扎·沙巴尼(Alireza Shabani)表示:“凭借误差修正,我们的技术可以成为通用算法,从而拓展至任意的大型量子计算机。”

谷歌的设备目前基本上停留在原型产品阶段。不过利达尔表示,在未来几年中,超过40个量子位的设备将成为现实。

他表示:“届时,对量子动力学的模拟将成为可能,而这是传统硬件做不到的。这意味着‘量子霸权’的到来。”
hkhtg090201 发表于 2016-6-23 14:29 | 显示全部楼层
中国团队捕获神秘粒子 量子计算研究再获突破
2016年06月23日  中国证券网
  

中国证券网讯 上海交通大学科研团队在实验室里成功捕捉到了一种物理学家寻找多年的神秘粒子——马约拉纳费米子。这种粒子既是困扰物理学界80多年的正反粒子同体的特殊费米子,也是未来制造量子计算机完美选择对象之一。

  据央广网6月23日消息,贾金锋研究团队率先观测到了在涡旋中的马约拉纳费米子的踪迹,同时也提供了用相互作用调控马约拉纳费米子存在的有效方法。在过去的80年里,粒子物理学家一直在搜寻马约拉纳费米子,此前,已有美国、荷兰等国科学家宣称找到这种粒子“迹象”。这次中国科学家成功“探测”到了它的踪迹,意味着人类在量子物理学领域取得了重大突破,也许离人类跨入量子计算时代的梦想会迈进一大步。

  与普通计算机通过二进制方式处理数据不同,量子计算机是一种基于量子物理机理处理数据的计算机。它对数据的处理速度惊人,如果把量子计算机比作飞机的话,那么普通计算机只能算是自行车。使用普通计算机需要耗费巨大计算资源才能勉强处理的问题,在量子计算机看来是小菜一碟。

  迄今为止,人类还没有制造出真正意义上的量子计算机,其中一个很重要的原因是,目前用于量子计算的粒子的量子态并不稳定,电磁干扰或物理干扰可以轻松打乱它们本应进行的计算。而马约拉纳费米子的反粒子就是自己本身,它的状态非常稳定。这些属性或许使量子计算机的制造变成现实的一个关键,也意味着在固体中实现拓扑量子计算成为可能,这将可能引发新一轮电子技术革命,从而帮助人类敲开拓扑量子计算时代的大门。量子计算机和传统计算机相比,不仅计算速度更快, 而且能耗更低。
ssizz 发表于 2016-6-28 18:51 | 显示全部楼层
量子计算机首次模拟高能物理实验
2016年06月28日 16:25:19  来源: 新华社
评论0
打印
字大
字小
  新华社伦敦6月27日电 物理学家首次利用量子计算机完全模拟了制造成对粒子和反粒子的高能物理实验。他们认为,这标志着量子计算机在解决传统电子计算机无法解决的问题方面迈出了第一步。

  奥地利斯布鲁克大学的一个研究小组在最近一期《自然》杂志上报告说,这个实验模拟的是能量转化为物质时产生一个电子和一个正电子,两者互为反粒子。

  研究团队采用了一种已经实验证明可行的4量子位量子计算机方案:利用电磁场将4个离子在真空中排成一排,每个离子作为一个量子位,再用激光束操纵这些离子的自旋(即磁场指向),以此来实现计算机中基本的逻辑运算。

  经过大约100个连续步骤,每个步骤持续时间不过几毫秒,研究人员再通过数码相机观察这4个离子的状态。他们发现,每个离子都代表了一个位置,其中两个离子表示粒子,另两个则表示反粒子,而离子的指向则显示这个位置上是否产生了粒子或反粒子。

  通过量子计算,研究人员证实了现有量子电动力学的某些推断。“磁场越强,生成粒子和反粒子的速度也就越快,”参加这一研究的埃斯特万·马丁内斯说。

  据马丁内斯介绍,4量子位还只是最初步的量子计算机,将来的量子计算机或许需要数百量子位以及复杂的容错编码,“要使用量子计算机解决传统计算机无法解决的问题,现在还为时过早,但我们已经朝这个方向迈出了第一步”。

  传统电子计算机以二进制系统的0或1运算并储存数据,而量子计算机因循量子力学规律,既可以0或1、也可以0和1同时运算并储存数据,实现高效并行计算。

  量子计算机除可望极大提高运算速度外,还有望突破电子计算机所用大规模集成电路面临的物理极限,同时解决高速运算带来的发热和能耗问题。不过现有量子计算机还无法用于通用目的,需要为特定运算编制程序。另外,量子位不稳定会导致结果不可预测,需要在材料、芯片设计和纠错方面有所突破。
ssizz 发表于 2016-6-29 09:16 | 显示全部楼层
  2016年是量子计算机发展史上值得记住的一年。在这一年里,量子计算机有了里程碑式进展,让人们看到了曙光,看到了希望。
  量子计算机功能更为强大
  量子计算机是遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。1982年,美国著名物理学家理查德·费曼在一次公开演讲中提出,利用量子体系实现通用计算的新奇想法,这可算作是量子计算机概念的诞生。而在相当长的一段时间里,量子计算机还是一个构想,只能算是纸上谈兵。
  遵循摩尔定律的传统硅芯片计算机目前在飞速发展中面临局限性。一是随着传统硅芯片集成度的提高,其内部晶体管数量与日俱增,尺寸越来越小,在不远的将来将达到“物理极限”;二是集成度提高所带来的耗能与散热问题将导致其达到“性能极限”。
  人类处理信息的需求日益突出,而传统计算机又不堪重负,人们将希望寄托在了量子计算机的发展上。因为传统计算机是在0和1二进制系统上运行,而量子计算机则可以在量子比特上运算,其功能远为强大。
  IBM向个人开放量子计算平台
  特别值得大书特书的是,IBM于今年5月首次宣布,公众可试用其量子处理器。IBM所提供的量子处理器由5个超导量子位组成,位于IBM在纽约的沃森研究中心。
  超导量子处理器一直被科学家寄予厚望,认为是一种可扩展为更大规模的量子系统。IBM认为,未来十年将出现50到100个量子位的中型量子计算机。即便是这样的中型量子计算机,其能力也将远超当今的任何一台TOP500超级计算机。但IBM更为重要的一步是要通过其云服务,让所有有兴趣实践量子计算的人可以接触其量子处理器。
  通过名为“IBM Quantum Experience”的量子计算平台,用户可以试用IBM的量子处理器,如在其上面运行算法,操纵每一个量子位,开发教学,还可以模拟实验。条件只有一个,所有在此平台上产生的知识产权归IBM所有。
  IBM实施这一开放平台有数重战略意义。其一是IBM认为,量子计算机发展到今天已经不再是构想,而是现实;其二是量子计算机的发展已经到了开发软件,抢占知识产权的重要阶段;其三是量子计算机与传统计算机的重要区别是其用途,利用大众创新来开发应用平台,而不是单纯依靠科学家在实验室开发,既是捷径,更是利器;其四是诚招大学和各类学生加盟,将为量子时代的到来提前培养和储备人才。
  量子计算机向实用化迈进
  提起量子计算机发展就不能不提近日谷歌与西班牙巴斯克大学的最新研究成果。
  量子计算机目前有两条主要技术路线,一是研究通用量子计算机,这是量子计算机的主流思路,各国政府及各大国际科技巨头均已投入大量资金和人力来开发。二是开发绝热量子计算机,以加拿大D-WAVE为代表。但如何消除随机噪声效应,修正系统误差则是一个技术难题。
  对传统计算机而言这是个非常简单的问题,可通过添加软硬件解决。谷歌研究人员认为,多量子位通用计算机需要结合两种量子计算技术。在这一思路下,他们设计出一种新的原型机,采用9个固态量子位,相邻量子位的相互作用由逻辑门来控制。这种新方法使量子计算机能进行量子误差的修正,扫除了一些发展中的障碍,使量子计算机研制向更复杂、更实用的方向迈进了一步。
  量子计算机发展已曙光初现,人们或许不久就可以步入量子计算时代。许多科学家认为,量子计算机技术会对化学、物理、制药及信息安全等诸多领域产生深刻影响。其中,带给人们的最大变化或许在于,人类对信息和计算本质的更深入认识及这些概念的结晶成果。人们很难预测未来的量子时代,也许只有时间才能告诉我们,量子计算机最终带给人类的究竟是什么。
  (科技日报华盛顿6月27日电)
i2000s1 发表于 2016-8-16 12:03 | 显示全部楼层
以下正文转自:http://www.chinadaily.com.cn/interface/yidian/1083961/2016-08-16/cd_26486119.html
另外,前两次(今年1月和6月)的nature专访原文见
http://www.nature.com/news/china-s-quantum-space-pioneer-we-need-to-explore-the-unknown-1.19166
http://www.nature.com/news/chinese-satellite-is-one-giant-step-for-the-quantum-internet-1.20329
(第二次专访的中文翻译见:http://www.360doc.com/content/16/0816/07/27398134_583532170.shtml)

      对话量子卫星首席科学家潘建伟:中国量子通信缘何赶超欧美国家?              科普中国-军事科技前沿        2016-08-16 08:27:10              
                              这是一场人与自然的角力。
自上世纪末以来,人类对自然界的能量最小单位——量子的理解,开始突破往昔瓶颈,从而催生了量子信息科学。量子信息研究以量子通信等领域为切入口,逐渐迎来了“全速发展期”。
而在此当中,很多个“世界首次”,均来自于“中国队”。从在国际上首次成功实现量子态隐形传送以及纠缠态交换、首次实现安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发,再到实现国际上首个全通型量子通信网络、建成首个规模化量子通信网络……中国科学家逐步跻身于国际一流的量子信息研究行列,量子通信的产业化也在中国科学家的全力推动下得到最快速的发展。
“这标志着中国在量子通信领域的崛起,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅,将领先于欧洲和北美。”国际权威期刊《自然》杂志不禁感叹。

  诸多首次的背后,都镌刻着一个为国际学界所熟知的名字——潘建伟。
潘建伟可以说是中国科学家典型的成功样本:进展”,41 岁当选“最年轻院士”,42 岁获得国际量子通信大奖,45岁成为国家自然科学奖一等奖最年轻的第一完成人。他所带领的团队,成果9 次入选两院院士评选的“年度十大科技进展新闻”,1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”,3次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”,3次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。
然而,对他来说,大大小小的荣誉与光环不过是马拉松比赛中为他补充能量的饮水站,不是最终目标,也不是驱动他分秒必争、永不停歇的内在动力。在他心中,这场长跑不仅是各国科学家之间的创新之争,更是人类有限的认知与自然无尽的奥秘之间的角力。
“量子力学所预言的种种奇特现象,以及量子力学诞生一百余年来对人类物质文明进步所带来的巨大变革,使我对量子物理产生了浓厚兴趣。因此,探究量子世界的各种奇妙现象也成了我终生的奋斗目标。”在潘建伟的心中,对量子的探究是保持他精神自由的工具,也是他摆脱精神桎梏的飞行器。
事实上,在潘建伟团队所做出的一项项成果之下,隐含着一幅清晰缜密的发展蓝图:通过量子通信研究,从初步实现城域量子通信网络,到实现全球范围的量子通信网络,以保证信息传输的绝对安全;通过量子计算研究,为大规模计算难题提供解决方案,实现大数据时代信息的有效挖掘;通过量子精密测量研究,实现新一代定位导航等等。
而这幅蓝图的第一个板块,将有望在今年得到两大关键性突破。今年,由潘建伟团队牵头承担的世界上第一条远距离量子通信保密干线“京沪干线”将开通。同时,由团队牵头承担的中科院空间科学战略性先导科技专项(简称“空间科学先导专项”)的世界首颗“量子科学实验卫星”也发射在即。
一星一地,交相呼应。届时,这两大工程将可以实现高速星地量子通信、并连接地面的城域量子通信网络,初步构建成我国天地一体化的量子通信网络雏形,并最终将目标设定为建立一个覆盖全国甚至覆盖全球的广域量子保密通信网络。
小小量子,却拥有无限潜力。量子信息科技为科技实力正在不断提升的中国带来了一个重大的机遇,中国正在从经典信息技术时代的跟随者成长为未来信息技术的领跑者。
Q:当大多数人仍满足于在实验台上研究量子信息时,您已经开始思考如何能够在太空中实现信息的隐形传送。您能否告诉我们为什么一定要把量子实验“搬”上太空?
A:突破经典信息技术的瓶颈,对于保护公民和国家的信息安全至关重要,对发展下一代信息产业也有着深远影响。量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆,所以能保证加密内容不被破译。它可以从根本上保障信息安全、保护全人类的隐私。
经典通信加密方式的安全性依赖于计算复杂度,因此也一直受到计算能力的提升以及数学的进步所带来的威胁。不同于经典通信,量子保密通信的安全性是建立在量子物理基本原理的基础上,从原理上讲是无条件安全的。因此,量子通信可以从根本上解决国防、金融、政务等多领域的信息安全问题。也正因如此,量子通信一直得到国际上的高度重视,各国间的竞争非常激烈。
目前,量子保密通信技术已经从实验室演示走向产业化和实用化,正朝着高速率、远距离、网络化的方向快速发展。在城市范围内,通过光纤构建城域量子通信网络是最佳的方案,我国在城域光纤量子通信方面已取得了国际领先的地位。
然而,由于光纤的固有损耗,在光纤中实现远距离量子通信面临着巨大的挑战。比如,即使存在超出目前技术水平的10G赫兹理想单光子源和100%探测效率的理想单光子探测器,在1000公里光纤中进行点对点量子通信,每300年也只能传输一个比特。因此,要实现覆盖全球的广域量子保密通信,还需要借助卫星的中转。另一方面,卫星也为大尺度的量子物理基本问题实验检验提供了天然的平台。

i2000s1 发表于 2016-8-16 12:06 | 显示全部楼层
Q:作为空间科学先导专项的科学实验卫星之一,也是世界上首颗以量子科学实验为目的的科学卫星,量子科学实验卫星的研制发射将带来怎样的意义?

A:2011 年,中科院启动全球首颗“量子科学实验卫星”的研制,这也是空间科学先导专项中首批确定的科学实验卫星之一。

量子科学实验卫星计划于今年8月发射升空,将在国际上率先实现高速的星地量子通信以及空间尺度的量子物理基本问题检验。结合地面即将建成的“京沪干线”千公里级广域量子通信骨干网络,可以初步构建我国空地一体的广域量子通信体系,为率先建成全球化的量子通信网络奠定基础。

一个天地一体的全球化量子通信基础设施构建成功后,能为未来的互联网提供基于量子通信技术的安全保障,形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统。

同时,量子科学实验卫星的研制也将促进空间光通信、空间单光子探测、星地高精度时间同步等技术的发展,在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升。

Q:由我国科学家独立研制的量子科学实验卫星具备哪些自主创新内容?

A:量子科学实验卫星是我国自主研发的星地量子通信设备,突破了一系列高精尖技术,包括“针尖对麦芒”的星地光路对准,偏振态保持与星地基矢校正,量子光源载荷等关键技术。

它的成功研制,不仅是中国量子保密通信领域“杀手锏”技术研发的重大突破,实现了从跟随创新到引领创新、从集成创新到原始创新的跨越,同时也是世界量子通信技术的重要创新,它有望使人类科技发展史上“最安全的通信手段”具备覆盖全球的能力。

随着中国科技的迅猛发展,我相信量子通信将在不到10 年的时间里辐射千家万户。期盼在我有生之年,能亲眼目睹以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。我相信中国科学家们做得到。

Q:在量子科学实验卫星的研制过程中,您和团队遇到过最大的难题是什么?是如何攻克的?

A:卫星研制过程中各个载荷系统都遇到了很多难题,难以说哪个最大。一个具有代表性的难题是市面上现有的单光子探测器都无法满足空间的高辐射环境要求。因为宇宙射线会对探测器的半导体晶格造成损伤,增加晶格缺陷,随着晶格中缺陷的增多,器件性能出现急剧衰减。

我们团队先从基本物理特性入手,在载荷资源和器件本身特性最大允许范围内,提出了通过降低单光子探测器工作温度、增加探测器屏蔽厚度等技术可以解决该问题。

随后实验上经过艰苦攻关,通过欧洲质子加速器辐照测试,发现降低单光子探测器工作温度和增加探测器屏蔽厚度的技术可以有效增加单光子探测器在轨工作寿命。

Q:您认为中国此次为何得以先于欧美国家,首先发射量子科学实验卫星?

A:量子通信和量子计算研究兴起后,世界各地的物理学家们开始构思可扩展量子信息处理网络的实现。在量子通信领域,当大多数人仍致力于在实验室内部的原理性演示时,我们的团队已经开始思考如何能够在太空中实现量子信息传输,并早在2003 年就初步构想了量子科学实验卫星计划。自2005年起,我们团队就开始星地量子通信的地面验证实验,一系列实验的成功为星地量子通信奠定了坚实的科学与技术基础。

此外, 领跑国际量子太空竞赛,还有赖于中国“大科学”项目建设的高效性。因为实现卫星量子通信一直是国际上科技强国竞相追逐的目标。比如,量子信息实验研究的先驱者、著名物理学家AntonZeilinger 研究组以及欧洲众多的优秀研究团队一直在与欧洲空间局商讨建立以国际空间站为平台的星地量子通信计划。然而,欧空局缓慢的决策机制使得这一计划一再拖延。

而在我国,一方面,国家的高强度支持使得包括我们团队在内的优秀科研团队快速推进量子信息研究的发展;另一方面,在卫星量子通信方向上出现重大突破迹象时,中科院快速作出前瞻性决策,得以在国际上率先启动“量子科学实验卫星”。

Q:其实,在经典信息技术时代我国一直算是科技强国的跟随者,但在量子通信技术领域上,我国却创造出多个首次,在量子通信领域赶超欧美国家。获得如此成绩,是有怎样的积淀与支持?

A:首先是因为国家的大力支持。2000 年以来中国经济高速增长,国家对科研经费的投入不断加强,成为科研创新的黄金时期。我国政府也高度重视量子信息领域的发展,《国家中长期科学和技术发展规 划纲要(2006-2020)》就将“量子调控研究”列入科技部四项“重大科学研究计划”之一,中科院、科技部、基金委等科研主管部门对量子信息领域持续 进行着前瞻性、战略性布局。在国家的高强度支持下,我国形成了很强的理论和实验技术储备,培育了一批优秀的研究团队,在量子通信、量子计算等研究方向上产 生了一批具有重要国际影响的研究成果。

其次,我们很注重国际交流合作。在我刚回国建立实验室的时候,当时无论是研究水平还是人才储备方面,国内的基础都很薄弱。“工欲善其事,必先利其器”。因此我们在各国间奔波,与国际先进小组保持密切的合作,不断地取长补短,这是让团队得以快速发展壮大的“秘方”。

第三是人才队伍建设。量子信息研究集多学科于一体,要想取得突破,必须拥有不同学科背景的人才。多年来,我们一直有针对性地选送学生出国留学,把他们送到 量子信息研究的优秀国际小组加以锻炼。近年来,这些年轻人悉数回国,使得我们的量子研究团队得到空前壮大,形成了一支特色鲜明、优势互补的年轻研究队伍。

Q:在发射量子科学实验卫星之后,下一步您会将工作重点放在哪里?

A:对于我们团队来说,卫星的发射并不代表我们的努力就到此为止。单颗低轨卫星无法覆盖全球,同时由于强烈的太阳光背景,目前的星地量子通信只能在地影区 进行。要实现高效的全球化量子通信,还需要形成一个卫星的网络。lia“量子调控与光传输研究”项目还将开展基于量子存储的量子纠缠分发和量子隐形传态, 以及在更远的距离上检验量子力学非定域特性,并探索对相对论效应、量子引力等物理学基本原理的检验。

Q:您曾在接受媒体采访时提到过“科学研究不仅要仰望星空,也要脚踏实地”,科学家不仅要关注原始创新,也要鼓励成果转化,服务于国计民生。其实以量子科 学实验卫星为代表的“空间科学先导专项”正是“仰望星空、脚踏实地”的科研项目典范。您认为在空间科学发展方面刚刚起步的中国,应该如何延续此类专项,进 一步推动我国空间科学发展与社会科技进步?

A:我国以往的空间计划中,包括国防部门的卫星及载人航天任务、工信部的军民两用任务等,大多是为了应用的目的,以科学家为主导的、特别是以基础研究为目 的的项目尚未形成专门系列。基础和应用从来都是相辅相成的,比如我们从事的量子信息研究,正是起源于对量子力学基本问题的研究,随着量子调控技术的进步而 产生了包括量子通信在内的量子信息科技;在推进量子通信技术的实用化过程中,产生了发射卫星的需求,使得我们进一步发展技术,而星地量子通信又为更加深入 地检验量子力学的基本原理提供了平台;量子科学实验卫星发射成功后,又可以推动空间光跟瞄、空间微弱光探测、空地高精度时间同步、小卫星平台高精度姿态机 动、高速单光子探测等技术的发展,如此形成一个良性循环。

中科院“空间科学先导专项”是我国首个以科学家为主导的卫星项目系列,它充分体现了国家对科技创新的高度重视:创新就要从源头抓起。空间科学专项起到了一个非常好的示范作用,我建议国家设立专门的空间科学系列任务,源源

不断地为科学家的原始创新提供平台,这不仅将推动科学研究的进步,也最终会促进社会经济的发展,从根本上提升我国的综合国力。

Q:中科院作为科技国家队,承担着我国一系列重大科研攻关项目,而空间科学先导专项又推出了我国迄今为止最大规模的空间科学卫星计划。在您看来, 由中科院来承担此次先导专项的重大任务,这其中是否具有一定的必然性?

A:空间科学卫星任务是一个庞大的系统工程,需要各方面的紧密合作,而中科院系统则具有天然的优势。以量子科学实验卫星为例,需要高亮度的量子光源来确保 光子经过整个大气层的损耗后仍能收到足够多的事件,地面站与高速运动的卫星间需要高精度的捕获与跟瞄,整个过程需要高精度的时间同步等,涉及空间工程技 术、电子学控制技术、材料工艺、光电技术等各项关键技术的集成

以及量子光学、量子电子学、非线性光学等多学科的交叉。

中国科大团队经过多年的积累,在光量子的产生、传输、探测方面已有国际领先的技术,同时中国科大自身也具有多学科交叉的良好环境;中科院上海技术物理研究 所在空间高精度捕获、跟瞄方面具有很强的实力;中科院微小卫星工程中心可以提供卫星平台;中科院光电技术研究所具备地面光学望远镜系统的研制能力;国家天 文台、紫金山天文台在各地已有观测站。在中科院的统一协调下,这些院属单位可以快速深入地开展合作,其它几颗卫星我想也具有类似的条件。因此,由中科院来 承担空间科学专项,是最为有效的。
i2000s1 发表于 2016-8-16 12:12 | 显示全部楼层
以下转自:http://tech.qq.com/a/20160815/041517.htm

“墨子”升空:探秘量子卫星地面实验系统新华网2016年08月15日18:15        [url=]我要分享[/url]       



[摘要]世界首颗量子实验卫星在轨运行的两年时间里,会和地面的五个台站一起配合,做大量的科学实验。

                                [url=]自动播放开关[/url]            自动播放        
                    记者探秘量子卫星地面实验系统           
                                       
            
                           

                    

由中科院空间科学先导专项支持的量子卫星将在本月中旬择机发射,作为世界首颗量子科学实验卫星,发射升空之后将会进行量子通信的实验。据了解,卫星在轨运行的两年的时间里,会和地面的五个台站一起配合,做大量的科学实验。

在所有的实验当中,量子科学实验卫星的控制中心,就是上海的控制中心,它就好像是一个指挥部,能够和地面的五个台站进行实时的视频通话,而且能够对所有的实验进行一个科学的调度和安排。

量子科学应用系统包括上海科学实验中心和地面的五个站点,其中北京的兴隆站、新疆的南山站、青海的德令哈站和云南的丽江站,是四个量子通信地面站,主要参与量子密钥分发和量子纠缠分发这两大项实验。位于西藏的阿里站则主要配合卫星一起参与第三项量子科学实验——量子隐形传态。

中科院中国科技大学副研究员 张文卓:各个地面站就好比我们的四肢,然后这个总控中心就相当于大脑,是由我们大脑发送我们的指令给四肢,然后四肢来操作,来做一系列动作。比如说天上卫星的数据,首先是要传到地面站,那么地面站呢,这些数据会到我们总控中心做汇总,然后我们会通过这些数据,进一步给地面站指定,要求下一步实验怎么做。

据科研人员介绍,为了避免强烈的太阳光背景,首颗量子卫星的所有实验都将在晚上进行,目前也已在夜间进行了多项测试。但是未来量子卫星的目标,将是建立全天时的量子通信网络,让公众可以享用到绝对安全的保密通信。


兴隆站:比“针尖对麦芒”还精确的星地对准

量子科学实验卫星 量子纠缠源分系统副主任设计师 曹原:我们主要承担的科研任务就是,所谓的量子密钥分发。当我们的卫星,经过兴隆站的时候,先和兴隆地面站进行一次量子密钥的分发,然后卫星下一次再经过南山站的时候,再和南山站进行一次密钥分发,最终共享一对完全相同的又是绝对安全的这个密钥。

在兴隆站完成的量子密钥分发,是在一栋整体为三层构造的建筑内完成。顶层安放着一架经过改造的一米口径望远镜,中层为信号处理系统,一层则是专门为实验全新开发的综控控制系统。

量子科学实验卫星地面科学应用系统 地面站建设与改造分系统主任设计师 王建峰:通过高速的转动,它可以对准我们的卫星,天上的信标光下来之后,经过我们的主镜,然后这个光再传到我们的副镜,可以看到中间还有一个折转的第三镜,传下来之后,然后就进入我们的量子终端。

据介绍,从量子科学实验卫星发回地面站的量子,可以直观地想象成,以脉冲的形式,一段一段地传回地面,每段脉冲包含平均小于一个光子的能量。由于卫星高速飞行,地面站望远镜就需要以相应速度实现极高精度的对准。

量子科学实验卫星 量子纠缠源分系统副主任设计师 曹原:表的表盘一周是360度,那我们基本上做到的精度是这360度当中的1度,然后再把这1度,细分成3600份,我们最终实现这样一个对准精度。

镜面接收到的光子被传送到量子态光学分析终端内,依据光子的偏振特性进行量子态分析,之后,将其通过几根光纤,分路传递至位于二楼的信号处理系统进行科学数据的记录。而整个过程,通过专门开发的综控系统实现了自动化运行。

据了解,量子科学实验卫星成功发射后,我国将在世界上率先实现卫星与地面之间量子通信,从而在量子通信这一国际竞争的重点领域先人一步。


南山站:设备复测中 确保准确捕获量子星

作为地面五大观测站之一的新疆南山观测站也正在进行紧张的设备调试。

新疆天文台南山基地距乌鲁木齐市区75公里,海拔2080米。南山基地拥有25米射电望远镜系统、GPS数据接收系统和太阳色球望远镜等仪器设备,执行此次量子卫星测试地面任务的是这台1.2米量子通信科学实验专用望远镜,在去年建设完成,之前执行的绝大多数任务都是模拟量子卫星发射升空后的各种测试,现在终于迎来了真正的实战。

中国科学院光电技术研究所副研究员 王强:它主要是和在轨的卫星进行通信,通信的核心就是建立这个链路给量子通信提供一个保障。首先卫星有一个轨道,我们就是通过预测轨道去捕获这个卫星,就像两个东西都在黑暗里面,通过事先设计好的轨道和准确的望远镜的天文指向,来建立一个链路,相互的一个对瞄,这时候就建立捕获、跟踪,然后相互的发射信号过来,完成一个通信。

丽江站:完成调试 待接收纠缠量子

丽江站是这次量子卫星5个地面观测站里,建设周期最短的,从开始改建到完成系统测试,一共只用了3个多月的时间,站内拥有目前国内跟踪精度最高的望远镜。

丽江量子通信地面站位于中国科学院云南天文台丽江观测站内,海拔3200米,主要由1.8米大口径望远镜、量子终端和综控系统三个部分组成。

本次量子卫星科学实验,要求地面站实现对星上终端“针尖对麦芒”的稳定跟踪瞄准功能,这就对望远镜的跟踪精度提出了很高的要求。

量子科学实验卫星望远镜分系统副主任设计师 贺东:我们是改造的以前的1.8米的天文望远镜,丽江站现在它的望远镜的特点来说,应该是我们国内跟踪精度最高的,它在500公里以外,它的跟踪精度的晃动量只小于12个厘米,这个对我们的一个通信来说是,精度是已经是足够了。


有了这台跟踪精度高的望远镜的帮助,丽江站的跟踪精度和绝对指向精度远远优于任务书的指标要求。

这次实验,丽江站的主要工作是完成量子双向纠缠分发的实验任务,这个实验任务需要与德令哈站协同工作,当量子科学实验卫星经过地面站上空时,量子卫星将纠缠的光子分别发射到两个地面站,与之对接的地面站则负责“接收光子”,地面站跟踪要达到相当高的精度,才能维持稳定的链路对准,直到完成量子通信的实验任务。

星地光路对准是量子同时实验任务的难点之一,这种光子的发射与接收被称为“针尖对麦芒”。

因此,“看得见”、“抓得稳”是保证量子通信的基本前提。在完成量子纠缠分发后,科研人员会对纠缠光子同时进行独立的贝尔态测量,检验贝尔不等式的破缺情况,这个实验任务能够实现在真正空间大尺度条件下的贝尔不等式破缺检验,如果能够给出对于量子力学完备性的证明,就可以对量子力学的基本理论进行验证,具有重大的科学意义。

量子科学实验卫星望远镜分系统副主任设计师 贺东:我们经过前期的这个调试测试以及对恒星卫星的一个跟踪,我们现在这个状态已经是具备了,进行量子通信和量子纠缠分发实验的这样一个状态,现在就是等待做这个实验任务。



lemoncap 发表于 2016-8-17 10:28 | 显示全部楼层
基本上就是个高度空间局域的密码分布系统,不能说没用,但绝对保密是谈不上的。
天气不好也不行。

有着自由空间光通讯的所有缺点。
lemoncap 发表于 2016-8-17 10:38 | 显示全部楼层
很多谈量子通讯的人不懂一个基本的道理,就是量子力学中(其实可以更广的归结为实验物理中的一个基本原则)是:我们谈的单光子接收,只有统计上的意义。 所以什么爱丽丝、波布,基本上都是扯淡,因为这本身违反了测不准原理。
交缠更是有条件的,A、B开始能纠缠在一起,离开B后就不能和C纠缠在一起? 形而上学嘛。

蟀率的珞子 发表于 2016-8-17 11:34 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
lemoncap 发表于 2016-8-17 10:28
基本上就是个高度空间局域的密码分布系统,不能说没用,但绝对保密是谈不上的。
天气不好也不行。


基本上我也是这样认为的,现在也就光通信加所谓量子密码,只能说量子之类

手段上可能难以破解,还不能说绝对不能破解;至于量子隐形传态,以现有物理来说,这种解释难以理解,因果,遥距,同时这些基本概念都难以想象。
langge945 发表于 2016-8-17 21:11 | 显示全部楼层
俄专家:俄中加强量子通信领域合作利于双方

© AFP 2016/ STR
评论
19:12 2016年08月17日缩短网址
瓦西里• 卡申

中国周二成为世界上第一个向轨道成功发射量子通信卫星的国家。欧盟还在本世纪初就提出了发射量子通信卫星的设想,但没有得到必要的资金支持,稍后日本在该领域成了中国的主要对手。俄罗斯军事专家卡申在接受卫星网采访时就此指出,中国“墨子”号量子通信卫星的成功发射,当属世界水平的科技成果,无论是对中国经济还是对国家安全来说,它都具有重大意义。


如同类似的大型项目一样,中国政治体制的高度集中是取得成功的重要原因。这可保证在很长一段时间里把资源集中到有线项目上。
量子技术是未来科技革命的基础。把人力精力时间投入到这极具前景的领域里,中国在未来某一时刻有可能完成突破,克服与西方在技术上的落后局面。仅凭“追赶”而研发已经相当成熟的技术,做到这一点很困难。中国计划在2030年前建成量子卫星通信网。这将有可能让中国在技术转让市场方面超过竞争对手。

目前发展量子技术是世界大国共同的优先目标。俄罗斯科学家制造出一系列完善的量子通信设备样品。莫斯科有被保护的量子通信试验线,它负责俄罗斯大型银行之一、天然气工业银行两个办事处的信息交流。

在喀山技术研究大学基地建有多枢纽量子通信实验网——“量子互联网”。不过目前还不知道近期俄罗斯发射量子通信卫星的计划。


建造受到绝对保护、不能被破坏、也不受外界影响的通信网络,在军事上具有革命性的意义。不幸的是,随着信息技术的不断进步,网络间谍技术也没有原地踏步,且出现了网络战、电子战等。通信渠道安全面临的威胁,给研发某些军事机械造成困难;为了克服这些困难,需要特殊的技术和设施。发展量子通信技术,可以保证在军事领域完成一系列革命性的进步。
考虑到向量子通信这样的未来技术的发展竞争日趋激烈,金砖国家,首先是俄中两国,在该领域加强合作无疑具有重要意义。

http://sputniknews.cn/opinion/20160817/1020524125.html
回复 支持 0 反对 1

使用道具 举报

langge945 发表于 2016-8-17 21:12 | 显示全部楼层
langge945 发表于 2016-8-17 21:11
俄专家:俄中加强量子通信领域合作利于双方

© AFP 2016/ STR

俄毛太会幻想了,简直看了这新闻以为是为俄毛搞的技术
回复 支持 0 反对 1

使用道具 举报

红水兵 发表于 2016-8-18 03:36 | 显示全部楼层
蟀率的珞子 发表于 2016-8-17 11:34
基本上我也是这样认为的,现在也就光通信加所谓量子密码,只能说量子之类

手段上可能难以破解,还不 ...

所谓无法想象,在科学里这叫“反直觉”。如果科学是基于想象的知识体系,那他早就死在哪门宗教里不会走到今天发扬光大了。科学的基础是实验观察,量子力学的反直觉特性臭名昭著,没必要因为无法想象而装作看不见,你只需要知道那些莫名其妙的重要结论都是来自于无法否认的实验结果即可。

http://oicwx.com/detail/1146523

这个链接更浅显地说明了量子密钥分发是一个什么过程,以及为什么无法截获、破译和复制。
红水兵 发表于 2016-8-18 03:39 | 显示全部楼层
lemoncap 发表于 2016-8-17 10:38
很多谈量子通讯的人不懂一个基本的道理,就是量子力学中(其实可以更广的归结为实验物理中的一个基本原则) ...

测不准原理不是这么用的,发射和接受单光子也早就成为了一门技术,没什么淡好扯。

另外,A和B能纠缠,这之后B和C也可以纠缠,只是这么做以后A就变成了C。
lemoncap 发表于 2016-8-18 03:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 lemoncap 于 2016-8-18 04:10 编辑
红水兵 发表于 2016-8-18 03:39
测不准原理不是这么用的,发射和接受单光子也早就成为了一门技术,没什么淡好扯。

另外,A和B能纠缠, ...

你好好了解一下实验上是如何光子个数的。
你把光调小,直到光功率小到一个时间段,(比如说一分钟的)平均光通能量,根据计算,只能等效于有一个光子能量,则近似的说,可以探测这个功率的技术为单光子探测技术。注意这里,所有的讨论的每个光子都是隐含推测的(inferred).

但是,根据量子涨落,这个时间内有相当可能,一个光子都没有通过,也有可能通过两个或更多。你如果了解具体的探测技术,如光电倍增管本身的量子涨落等问题,你就不会把所谓“量子通讯”看的这么神了。也就是说,探测到的“单光子”(光电倍增管的电脉冲)还真不一定来自信号源,而是光电倍增管本身的热涨落。 更谈不上“无法截获、破译和复制”。“不沉的泰坦尼克,不沉的航空母舰? 要点科学态度好不?
类似的,相干光通讯谈过50多年,成了没有?  

远距移动通讯本身就存在方便和保密的矛盾,从古时的烽烟到近代的短波加密,到现在的数字加密,总是存在的。 不会以所谓“量子”与否而改变。




fly2014 发表于 2016-8-19 09:15 | 显示全部楼层
http://news.ifeng.com/a/20160819/49802633_0.shtml
2016年08月19日 02:05
来源:人民日报
本报北京8月18日电 (记者喻思娈)记者从中国科学技术大学获悉:该校在量子领域研究又获重要进展,首次展示了非局域性在量子模拟中的重要作用,完成了经典计算机无法模拟的任务。

中国科大中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组,首次研制出了非局域量子模拟器,并模拟宇称—时间世界中的超光速现象,该研究为量子模拟器的发展开拓了新的研究方向。国际著名期刊《自然·光子学》近日在线发表了该成果。
16日凌晨,中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,量子领域应用取得突破,相关研究也备受关注。据介绍,量子模拟器是解决特定问题的专用量子计算机,它最初由费曼于1981年提出。费曼认为自然界本质上是遵循量子力学的,只有用遵循量子力学的装置,即量子模拟器,才能更好地模拟它。目前量子模拟器研究中,人们更多关注的是它的量子加速能力,一个量子模拟器所操控的量子比特数越多,则其运算能力越强。

此次研究成果首次揭示了量子模拟器的另一重要优势——量子非局域特性,即爱因斯坦所说的“幽灵般的超距作用”。研究组构建的非局域量子模拟器可以用来研究诸如“超光速通讯”等,但这类问题经典计算机在原理上是无法求解的。

科学家认为,本成果在展示非局域量子模拟器重要作用的同时,还揭示出了两个基本而有趣的问题:一是在现实世界中能否找到符合宇称—时间对称演化的量子系统,一旦找到则意味着有可能进行超光速通讯;二是在“幽灵般的超距作用”与超光速通讯之间,是否能容下一个比量子力学更基本的理论。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

QQ|申请友链|旗下论坛|小黑屋|手机版|航空航天港 ( 豫ICP备12024513号 )

GMT+8, 2017-11-22 07:13 , Processed in 1.355466 second(s), 17 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表