图解通信原理与案例分析-31：量子通信，信息的传输载体由确定性的宏观世界走向不确定性的微观世界
前言：
所謂現(xiàn)代通信，就是用不同的物理信號(hào)承載二進(jìn)制數(shù)據(jù)（信息），進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，從而達(dá)到信息交流的目的。
主要的物理信號(hào)有聲波信號(hào)、光信號(hào)（一種特殊的電磁）、電磁信號(hào)，他們都是利用這些信號(hào)在傳播過程中的幅度、頻率、相位、能量等宏觀的、連續(xù)性的特性來(lái)承載信息的。
而量子通信是利用量子的疊加態(tài)、糾纏效應(yīng)等這些微觀的、離散的特性，進(jìn)行信息傳遞的全新的通信方式。
通信系統(tǒng)是一個(gè)大型系統(tǒng)工程 ，不僅僅包含信息的承載，還包括信息的傳輸、處理等，不僅僅包括無(wú)線接入網(wǎng)，還包括核心網(wǎng)。
本文僅僅探討的是如何通過量子的疊加態(tài)、糾纏效應(yīng)等這些微觀的、離散的特性來(lái)進(jìn)行信息的承載與傳遞，至于如何利用這些信息、處理這些信息，構(gòu)成一個(gè)龐大的量子通信網(wǎng)，不在本文的范圍。
量子是一種微觀粒子，理解起來(lái)比較抽象與費(fèi)勁，因此有必先從宏觀世界出發(fā)，了解現(xiàn)有通信方式的基本原理，然后再剖析什么是微觀世界量子以及它們的運(yùn)動(dòng)特性，最后再拆解什么量子通信，如何利用量子的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行量子通信！
目錄
第1章 什么是傳統(tǒng)的縱觀世界的“電”通信？
1.1 物質(zhì)的組成
1.2 聲波信號(hào)（聲）
1.3 光信號(hào)（光）
1.4 電信號(hào)（電）
1.5 電磁波信號(hào)（磁）
1.6 光電效應(yīng)
第2章 什么是量子（量子）
2.1 什么量子力學(xué)
2.2 基本粒子（這是理解量子的關(guān)鍵）
2.3?什么量子
2.4 量子的靜態(tài)屬性？
2.5 量子的動(dòng)態(tài)屬性
第3章?量子主要的外顯特性
3.1 量子測(cè)不準(zhǔn)性（不確定性原理）
3.2.量子不可克隆性（原理）
3.3 量子態(tài)疊加性 （原理）
3.4.量子態(tài)糾纏性
3.5 量子態(tài)相干性
3.6?量子退相干
第4章?.什么是量子通信？
4.1 量子通信概述
4.2 量子計(jì)算機(jī)
4.3?量子通信：量子隱形傳態(tài)
4.4?量子密鑰分發(fā)
后記：
第1章 什么是傳統(tǒng)的縱觀世界的“電”通信？
1.1 物質(zhì)的組成
（1）組成關(guān)系
（2）分子
分子是由組成的原子按照一定的鍵合順序和空間排列而結(jié)合在一起的整體，這種鍵合順序和空間排列關(guān)系稱為分子結(jié)構(gòu)。
由于分子內(nèi)原子間的相互作用，分子的物理和化學(xué)性質(zhì)不僅取決于組成原子的種類和數(shù)目，更取決于分子的結(jié)構(gòu)。
（3）原子
原子是化學(xué)反應(yīng)不可再分的最小微粒。
一個(gè)正原子包含有一個(gè)致密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負(fù)電的電子。
根據(jù)質(zhì)子和中子數(shù)量的不同，原子的類型也不同：質(zhì)子數(shù)決定了該原子屬于哪一種元素，而中子數(shù)則確定了該原子是此元素的哪一個(gè)同位素。
（4）電子
電子（electron）是帶負(fù)電的亞原子粒子。它可以是自由的(不屬于任何原子)，也可以被原子核束縛。
原子中的電子在各種各樣的半徑和描述能量級(jí)別的球形殼里存在。球形殼越大，包含在電子里的能量越高。
1.2 聲波信號(hào)（聲）
（1）什么是聲波信號(hào)
發(fā)聲體產(chǎn)生的振動(dòng)在空氣或其他物質(zhì)中的傳播叫做聲波。
聲波借助各種介質(zhì)向四面八方傳播。聲波通常是縱波，也有橫波，聲波所到之處的質(zhì)點(diǎn)沿著傳播方向在平衡位置附近振動(dòng)，聲波的傳播實(shí)質(zhì)上是能量在介質(zhì)中的傳遞。
（2）什么是聲波通信
聲波通信（二維）：利用聲波的頻率與幅度傳遞信息的方式，就是聲波通信。
不同種族使用不同語(yǔ)言的交流，就是天然的聲波通信！
人的口腔產(chǎn)生聲波，人的耳朵接收聲波！
1.3 光信號(hào)（光）
（1）什么是光信號(hào)
- 在幾何光學(xué)中，光以直線傳播。筆直的光柱和太陽(yáng)光線都說(shuō)明了這一點(diǎn)。光的能量體現(xiàn)在光的強(qiáng)度上。
- 在波動(dòng)光學(xué)中，光是一種高頻電磁波，以波的形式傳播。光就像水面上的水波一樣，不同頻率或波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)不同的顏色。
- 在量子光學(xué)中，光的能量是量子化的，構(gòu)成光的量子（基本微粒），我們稱其為光量子，簡(jiǎn)稱光子，因此能引起膠片感光乳劑等物質(zhì)的化學(xué)變化。
- 光速：在真空中為299792458≈3×10?m/s，在空氣中的速度要慢些。在折射率更大的介質(zhì)中，譬如在水中或玻璃中，傳播速度還要慢些。
（2）什么是光通信
光通信（Optical Communication）是以光波為載波的通信方式。
按光源特性，可分為激光通信和非激光通信；
按傳輸介質(zhì)，可分為大氣激光通信和光纖通信；
按傳輸波段，可分為可見光通信、紅外光通信和紫外光通信。
光是一種電磁波，其波長(zhǎng)通常在1×103～5×10-3微米范圍內(nèi)。光的頻率高，光通信的頻帶寬，通信容量大，抗電磁干擾能力強(qiáng)。
雖然，光波的頻率高，帶寬帶，但周期過小，控制光波相位的難度太大。
光通信（二維特征）：利用的是不同頻率的光的強(qiáng)度（幅度）來(lái)承載信息的。
1.4 電信號(hào)（電）
（1）什么是電信號(hào)
當(dāng)電子脫離原子核束縛在其它原子中自由移動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的凈流動(dòng)現(xiàn)象稱為電流。
各種原子束縛電子能力不一樣，于是就由于失去電子而變成正離子，得到電子而變成負(fù)離子。
電信號(hào)是指隨著時(shí)間而變化的電壓或電流，因此在數(shù)學(xué)描述上可將它表示為時(shí)間的函數(shù)，并可畫出其波形。
由于非電的物理量可以通過各種傳感器較容易地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而電信號(hào)又容易傳送和控制，所以使其成為應(yīng)用最廣的信號(hào)
無(wú)論是電壓還是電流信號(hào)，它是一群電子的運(yùn)動(dòng)，在一段時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出來(lái)的宏觀的、總體特性！
（2）什么是直流信號(hào)和交流信號(hào)？
恒流：大小和方向不變的電流。
直流：方向不變的電流。通常情況下，我們用直流代替恒流。
交流：電流方向隨時(shí)間作周期性變化的電流，在一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零。不同于直流電，它的方向是會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生改變的，而直流電沒有周期性變化。
（3）什么“電”通信
- 直流（一維特征）
只能利用電信號(hào)的強(qiáng)度/幅度承載信息，計(jì)算機(jī)直流信號(hào)來(lái)承載0和1信息的。
- 交流（三維特征）
利用電信號(hào)的幅度、頻率、相位承載信息的，這個(gè)通過電信號(hào)的特征承載信息的過程稱為調(diào)制，分為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制與相位調(diào)制。從接收到的電信號(hào)的特征中提取出承載信息的過程稱為解調(diào)。
很顯然，交流電比直流電具備更多維度，一個(gè)交流波形比直流波形承載更多的信息！
（4）什么模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)？
（5）什么是模擬通信與數(shù)字通信
模擬通信：利用模擬信號(hào)承載信息，由于計(jì)算機(jī)處理的是數(shù)字信號(hào)，因此模擬通信不適合計(jì)算機(jī)處理。
數(shù)字通信：利用數(shù)字信號(hào)承載信息。
1.5 電磁波信號(hào)（磁）
（1）電場(chǎng)
電場(chǎng)是電荷及變化磁場(chǎng)周圍空間里存在的一種特殊物質(zhì)。
這種物質(zhì)與通常的實(shí)物不同，它雖然不是由分子原子所組成的，但它卻是客觀存在的特殊物質(zhì)，具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等客觀屬性。
（2）磁場(chǎng)
磁場(chǎng)，物理概念，是指?jìng)鬟f實(shí)物間磁力作用的場(chǎng)。磁場(chǎng)是一種看不見、摸不著的特殊的場(chǎng)。
磁場(chǎng)不是由原子或分子組成的，但磁場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)。磁場(chǎng)具有波粒的輻射特性。
磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁體間的相互作用就是以磁場(chǎng)作為媒介的，所以兩磁體不用在物理層面接觸就能發(fā)生作用。
變化的電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周圍空間都能產(chǎn)生的這種特殊形態(tài)的物質(zhì)。
由于磁體的磁性來(lái)源于電流，電流是電荷的運(yùn)動(dòng)，因而概括地說(shuō)，磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或電場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的。
（3）電磁場(chǎng)
電磁場(chǎng)是有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一體的總稱。
隨時(shí)間變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，兩者互為因果，形成電磁場(chǎng)。
電磁場(chǎng)可由變速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子引起，也可由強(qiáng)弱變化的電流引起，不論原因如何，電磁場(chǎng)總是以光速向四周傳播，形成電磁波。
電磁場(chǎng)是電磁作用的媒介，具有能量和動(dòng)量，是物質(zhì)的一種特殊存在形式。
（4）電磁波
電磁波是電磁場(chǎng)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，電磁場(chǎng)總是以光速向四周傳播，形成電磁波。
變化的電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周圍空間都能產(chǎn)生電磁波。
（5）電磁波通信
發(fā)送：
就是利用變化的電流，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)由生產(chǎn)變化的電流，這樣交替在空間傳播，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳播信息。把信息承載在變化的電流中的過程稱為調(diào)制。
接收：
利用變化的磁場(chǎng)，生產(chǎn)變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)，可以轉(zhuǎn)化為變化的電流，從而接收到發(fā)送端發(fā)送的變化的電流，把信息從承載的變化的電流中解析出來(lái)，稱為解調(diào)。
電流信號(hào)的特性（四維）：幅度、頻率、相位、能量
調(diào)制解調(diào)方式（四維度）
- 幅度調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同幅度承載和區(qū)分信息，稱為幅度調(diào)制。AM調(diào)制就是這種調(diào)制方式。
- 頻率調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同頻率承載和區(qū)分信息，稱為頻率調(diào)制。FM調(diào)制就是這種調(diào)制方式。
- 相位調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同相位承載和區(qū)分信息，稱為相位調(diào)制。PM調(diào)制就是這種調(diào)制方式。
- 幅度相位調(diào)制：同時(shí)利用通過交變的電信號(hào)的不同幅度和不同相位承載和區(qū)分信息，稱為幅度相位調(diào)制， QAM調(diào)制就是這種調(diào)制。
- 能量調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同能量承載和區(qū)分信息，稱為能量調(diào)制。能量調(diào)制是對(duì)幅度調(diào)制的改進(jìn)。擴(kuò)頻通信、QAM調(diào)制，都是利用積分的手段，提取接收信號(hào)的能量，最后折算成幅度。
1.6 光電效應(yīng)
（1）光產(chǎn)生電
光電效應(yīng)是在高于某特定頻率的電磁波（該頻率稱為極限頻率threshold frequency）照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子吸收能量后逸出而形成電流, 即為光電效應(yīng)。
光電效應(yīng)是物理學(xué)中一個(gè)重要而神奇的現(xiàn)象。神奇之處在于，電子的產(chǎn)生，與光的強(qiáng)度無(wú)光，而至于光的頻率有關(guān)。
“光子”是能量的最小單位，光的強(qiáng)度越大，表明光子的數(shù)量越多。
“光子”也是被電子吸收的最小單位，只有單個(gè)光子的能量（即頻率足夠高）足夠大，才能引起單個(gè)電子的能量躍遷，電子能量的躍遷，脫離原子核的束縛，才能形成電流。
如果當(dāng)個(gè)光子的頻率不夠高，即使數(shù)量再多，也不會(huì)引起單個(gè)電子的能量躍遷。
當(dāng)個(gè)“光子”的頻率區(qū)域于“光子”自旋的頻率，決定了光波的頻率。
（2）電產(chǎn)生光
在經(jīng)典力學(xué)的框架之下，?電子運(yùn)動(dòng)于原子核外某一特定的軌域。距離原子核越遠(yuǎn)的軌域能量越高。電子躍遷到距離原子核更近的軌域時(shí)，會(huì)以光子的形式釋放出能量。相反的，從低能級(jí)軌域到高能級(jí)軌域則會(huì)吸收能量。
經(jīng)典力學(xué)的框架，并不能夠解釋譜線的相對(duì)強(qiáng)度，也無(wú)法計(jì)算出更復(fù)雜原子的光譜。這些難題，尚待后來(lái)量子力學(xué)的解釋。
更加量子力學(xué)的理論框架，能量越大，導(dǎo)致單個(gè)光子的量能越高，單個(gè)光子的能量越高，則其光波的頻率越高，廣播的頻率越高，其自旋的角動(dòng)量越大。
總之，上述的各種通信方式，都是利用一群“電子”的運(yùn)動(dòng)所展現(xiàn)出來(lái)的宏觀特性來(lái)承載信息（調(diào)制）和傳輸信息（傳輸）。
如下圖所示。如果把單條“魚”比喻成“量子”，
傳統(tǒng)的通信是使用一群魚的所展現(xiàn)的整體形態(tài)來(lái)承載和傳輸信息，
而量子通信就使用“單條魚”的形態(tài)來(lái)承載和傳輸信息。
第2章 什么是量子（量子）
2.1 什么量子力學(xué)
量子力學(xué)（Quantum Mechanics），為物理學(xué)理論，是研究物質(zhì)世界的微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論。
量子力學(xué)與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。它不僅是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一，而且在化學(xué)等學(xué)科和許多近代技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。
2.2 基本粒子（這是理解量子的關(guān)鍵）
（1）基本粒子與原子的關(guān)系
基本粒子，物理學(xué)術(shù)語(yǔ)，指人們認(rèn)知的構(gòu)成物質(zhì)的最小或/及最基本的單位，是組成各種各樣物體的基礎(chǔ)。
在當(dāng)前物理學(xué)中，質(zhì)子和中子已經(jīng)不是基本粒子了，原子還可以進(jìn)一步被細(xì)分為夸克。
（2）基本粒子的3大分類
- 構(gòu)成物質(zhì)組成的基本粒子：稱為費(fèi)米子
- 傳遞能量和作用的粒子：稱為玻色子
- 傳遞引力作用的粒子：稱為引力子
（3）基本粒子的種類
這個(gè)大千世界千變?nèi)f化，但組成這個(gè)世界的基本粒子的種類卻不多，目前發(fā)現(xiàn)的基本粒子大概有60多種。
常見的與通信相關(guān)的基本粒子有：電子與光子。
電子：是構(gòu)成物質(zhì)組成的基本材料之一，通過電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了電流，變化的電流產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，電磁波就這樣在空間傳播了。
光子（光量子）：是攜帶能量的最小單位，它本身不是物質(zhì)的組成部分，它一定頻率的光的基本能量單位。
備注：
光子并不表明光就只是粒子，而是表明攜帶能量的最小單位，這個(gè)最小單位的能量，可以是波的形態(tài)承載，也可以是粒子的形態(tài)承載。
2.3?什么量子
量子（quantum）是現(xiàn)代物理的重要概念。即一個(gè)物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個(gè)物理量是量子化的，并把最小單位稱為量子。
電子是“電”量子，光子是“光”量子，其他的不可再分的基本粒子都是量子。所有的粒子統(tǒng)稱為“量子”。
然后，量子的概念遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基本粒子 。
它也可以用于其他場(chǎng)合。比如，最小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也是量子，最小的能量狀態(tài)也是量子。
2.4 量子的靜態(tài)屬性？
雖然，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了60多種基本粒子，但這些粒子在微觀世界具備一些共同的特性，我們稱為量子的主要特性。
（1）大小
基本粒子要比原子、分子小得多，現(xiàn)有最高倍的電子顯微鏡也不能觀察到。質(zhì)子、中子的大小，只有原子的十萬(wàn)分之一。而輕子和夸克的尺寸更小，還不到質(zhì)子、中子的萬(wàn)分之一。
（2）質(zhì)量
現(xiàn)有的粒子質(zhì)量范圍很大。
光子、膠子是無(wú)質(zhì)量的，即質(zhì)量為0，這次是因?yàn)樗麄兪莻鞑ツ芰康妮d體，并不是物質(zhì)的構(gòu)成。
電子質(zhì)量很小；π介子質(zhì)量為電子質(zhì)量的280倍；質(zhì)子、中子都很重，接近電子質(zhì)量的2000倍
（3）壽命
電子、質(zhì)子、中微子是穩(wěn)定的，稱為 "長(zhǎng)壽命"粒子。
其他絕大多數(shù)的粒子是不穩(wěn)定的，即可以衰變。一個(gè)自由的中子會(huì)衰變成一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)電子和一個(gè)中微子； 一個(gè)π介子衰變成一個(gè)μ子和一個(gè)中微子。
（4）對(duì)稱性
粒子與粒子之間具有對(duì)稱性。有一種粒子，必存在一種反粒子，
1932年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與電子質(zhì)量相同但帶一個(gè)正電荷的粒子，稱為正電子；
后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)帶負(fù)電、質(zhì)量與質(zhì)子完全相同的粒子，稱為反質(zhì)子；
隨后各種反夸克和反輕子也相繼被發(fā)現(xiàn)。
一對(duì)正、反粒子相碰可以湮滅，變成攜帶能量、不含質(zhì)量的光子，即粒子質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?#xff1b;
反之，兩個(gè)高能粒子碰撞時(shí)有可能產(chǎn)生一對(duì)新的正、反粒子，即能量也可以轉(zhuǎn)變成具有質(zhì)量的粒子
（5）不可再分性（大小）
這很好理解，就是某種情形下的最小單位，無(wú)法在進(jìn)一步切分了。
（6）離散性
這與不可切分性是一致的，只要有最小單位，而不是無(wú)限的切分下去，那么就是離散的。
物質(zhì)的組成具有最小單位，這與經(jīng)典物理學(xué)是一致的。
能量的構(gòu)成與傳播也具有最小的單位，并且還與，這就與經(jīng)典物理學(xué)是不一致的，經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，能量是連續(xù)的。
普朗克發(fā)現(xiàn)對(duì)于一定頻率f的輻射，物體只能以h*f為能量單位吸收或發(fā)射它，h稱之為普朗克常數(shù)。換言之，物體吸收或發(fā)射電磁輻射，只能以離散的、量子的方式進(jìn)行，每個(gè)量子的能量為E=hf。
這就是大名鼎鼎的“黑體輻射現(xiàn)象”。
當(dāng)然，由于電磁波的頻率譜是連續(xù)的，因此宏觀上感覺是能量是連續(xù)的。
2.5 量子的動(dòng)態(tài)屬性
（1）運(yùn)動(dòng)
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粒子并非靜止不動(dòng)的，粒子是運(yùn)動(dòng)的。粒子繞著某種軌道運(yùn)行，比如電子繞著原子核在運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)速度和空間位置！
（2）自轉(zhuǎn)
經(jīng)典物理學(xué)概念中的自轉(zhuǎn)，是宏觀物體對(duì)于其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)，比如地球每日的自轉(zhuǎn)是順著一個(gè)通過地心的極軸所作的轉(zhuǎn)動(dòng)。
地球自轉(zhuǎn)并不是內(nèi)在性質(zhì)。如果地球不轉(zhuǎn)了,它還是地球。
是指物體自行旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，物體會(huì)沿著一條穿越物體本身的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這條軸被稱為“自轉(zhuǎn)軸”。
一般而言，自轉(zhuǎn)軸都會(huì)穿越天體的質(zhì)心。凡衛(wèi)星、行星、恒星、星系都繞著自己的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)﹐地球自轉(zhuǎn)是地球沿著一根通過地心的軸（自轉(zhuǎn)軸，也叫地軸）做的圓周運(yùn)動(dòng)。謂之自轉(zhuǎn)。
（3）自旋Spin（這是一個(gè)非常非常非常重要的特性）
自旋Spin是量子力學(xué)中的概念，它是描述基本粒子在向前運(yùn)動(dòng)的過程中或繞著原子核運(yùn)動(dòng)的過程中，自身還在空間中自旋，這是新發(fā)現(xiàn)的特性，自轉(zhuǎn)就產(chǎn)生了角動(dòng)量。
當(dāng)然，量子的自旋與宏觀天體的自轉(zhuǎn)有著本質(zhì)的不同，自旋是粒子的內(nèi)在屬性，就像頻率、相位、幅度是正弦波的屬性類似，不存在不自旋的粒子。
如果基本粒子改變了自旋形態(tài)，它就不是原先的粒子了，而是一個(gè)新的粒子！！！
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不同粒子，其自旋、的形態(tài)（方位、速度）的種類是確定的。
粒子自旋是粒子的及其重要內(nèi)在屬性，這種屬性可以用來(lái)作為粒子的標(biāo)識(shí)和分類的依據(jù)。
每個(gè)粒子都有自身特有的自旋形態(tài)，且是固定的、可以觀察的，并非按照任意方向任意選擇，自旋數(shù)不同就是不同類別的粒子，性質(zhì)也不同。
“宇宙的每一個(gè)電子，總是永遠(yuǎn)地以固定不變的速率旋轉(zhuǎn)。電子自旋不是我們習(xí)慣的那類物體偶然發(fā)生的短暫的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而是一種內(nèi)稟的性質(zhì)，跟它的質(zhì)量和電荷一樣。如果電子沒有自旋，它也就不是電子了。” 這句話描述了自旋的形態(tài)對(duì)于區(qū)分粒子的重要性。
這個(gè)概念是量子力學(xué)后續(xù)概念的根基，因此有必要弄清楚在花一點(diǎn)篇幅進(jìn)一步闡述這個(gè)概念。
--自旋的空間性
自旋并非繞著一個(gè)自身的固定的軸在轉(zhuǎn)，而是會(huì)占據(jù)一定的空間，是在粒子在空間中運(yùn)動(dòng)特征的一種描述，而這種運(yùn)動(dòng)不受外力的影響，完全是自身的一種動(dòng)態(tài)屬性。
也就是說(shuō)，不存在靜止的基本粒子，包括電子和光子。每個(gè)粒子都有其特殊的自旋形態(tài)，這種自旋有點(diǎn)像，粒子不需要外力干預(yù)的情況下，自己能夠在空間繞8字轉(zhuǎn)。
不用基本粒子，在空間中自旋的形狀不同，有些是8字，有些是其他狀態(tài)。
--自旋的周期性
自旋并非是非周期性的，自旋實(shí)際上是周期性的，自旋的周期表示，轉(zhuǎn)多長(zhǎng)時(shí)間后，回到原先的狀態(tài)。
--自旋狀態(tài)的方向性？
常見的自旋方向有：上、下自旋； 左、右自旋；前、后自旋；
--自旋方向的切換與疊加？
一個(gè)粒子，
在某一個(gè)時(shí)刻，只能是上自旋或下自旋；?左自旋或右自旋；前自旋或后自旋；
在其自旋周期內(nèi)，可能會(huì)同時(shí)會(huì)上自旋和下自旋；?左自旋和右自旋；前自旋和后自旋；
但這個(gè)切換周期非常非常短， 短到感覺這是同一時(shí)刻，既上自旋也下自旋，既左自旋也右自旋，既前自旋也右自旋。
這就是量子的疊加態(tài)的概念！！！
以電子為例：
如果用1表示左自旋，0表示右自旋，在某一時(shí)刻，這電子既處于0狀態(tài)，也處于1狀態(tài)，這就是1和0的疊加態(tài)。
--自旋狀態(tài)的人為干預(yù)？
通過磁場(chǎng)可以干預(yù)粒子的自旋狀態(tài)，比如偏振光片，只能允許特定的自旋方向的粒子通過。
與其說(shuō)用偏振光片測(cè)量粒子的自旋方向，還不如說(shuō)偏振光片干預(yù)了粒子的自旋狀態(tài)的。
（3）守恒
物質(zhì)是不斷運(yùn)動(dòng)和變化的，在變化中也有些東西不變，即守恒。質(zhì)量守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒等等。
第3章?量子主要的外顯特性
3.1 量子測(cè)不準(zhǔn)性（不確定性原理）
觀察者不可能同時(shí)知道一個(gè)粒子的位置和它的速度。
如果測(cè)量得到了粒子的位置，那么此時(shí)無(wú)法測(cè)得粒子的速度。
如果測(cè)量得到了粒子的速度，那么此時(shí)無(wú)法測(cè)得粒子的位置。
這是因?yàn)?#xff0c;使用顯微鏡來(lái)測(cè)量電子的位置，需要通過測(cè)量光子，而光子本身會(huì)不可避免地?cái)嚁_了電子的動(dòng)量，造成電子動(dòng)量的不確定性
好比，在一個(gè)漆黑的房間里，有一個(gè)運(yùn)動(dòng)的球，你需要通過腳去感知球存在與位置。當(dāng)你的腳觸碰到球的一瞬間，雖然你確定了球的位置，但實(shí)際你的腳的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)改變了球的運(yùn)動(dòng)，改變了球體的速度。
而用顯微鏡觀察眼睛觀察電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，與此類似，只是用“光子”替代了人的腳，去探測(cè)電子的位置。
這種不確定性，主要是因?yàn)槿缦碌膬蓚€(gè)因素：
（1）一個(gè)原因是：由于被觀察的對(duì)象（基本粒子）太小太小，小到一個(gè)可見光的“光粒子”對(duì)它的碰撞都會(huì)改變其速度和位置。
（2）另一個(gè)原因是：人類觀察某個(gè)未知的基本粒子，必須借助于其他已知的粒子，不可能不借助與任何粒子的部分狀態(tài)，觀察另一個(gè)粒子的所有狀態(tài)。
不存在一種觀察手段，不影響粒子的任何狀態(tài)，而獲得它的所有狀態(tài)，到目前為止，人類還沒有這樣的手段。
人眼看到的外部世界，也不過是經(jīng)過“光”照到物體上，經(jīng)過物體對(duì)光的反射，獲得了物體的視覺效果：形狀、位置等。如果沒有光，在一個(gè)漆黑的房間里，即使有大量的物體存在，人類也感知不到。
3.2.量子不可克隆性（原理）
一個(gè)未知的量子態(tài)不能被完全地克隆。
所謂克隆，顧名思義就是把某種事物通過一定的方式再現(xiàn)出來(lái)，且保留原先事物不變。
所謂量子克隆，實(shí)際上是指克隆粒子的狀態(tài)，即就是先觀察粒子，獲得粒子的狀態(tài)，然后復(fù)制原先粒子的狀態(tài)，并保留原先粒子的狀態(tài)。
根據(jù)《量子測(cè)不準(zhǔn)原理》，觀察粒子的過程，就會(huì)干擾粒子原先的狀態(tài)，不可能出現(xiàn)一種測(cè)量方法，不改變粒子原先的所有狀態(tài)，而獲得該粒子的所有狀態(tài)。
測(cè)量電子的某種狀態(tài)時(shí)，獲得了粒子的某種狀態(tài)，然而測(cè)量后，粒子原先的狀態(tài)就會(huì)因?yàn)橛^察、測(cè)量行為本身而改變，不可能保留原先的狀態(tài)。
因此，我們無(wú)法克隆的狀態(tài)，這就是量子不可克隆原理。
也就是說(shuō)，我們可以通過觀察、測(cè)量獲得粒子的某種狀態(tài)，但不能在觀察、測(cè)量后，還保持粒子原先的狀態(tài)。
當(dāng)然，這里的前提條件是：克隆的對(duì)象是單個(gè)粒子的微觀狀態(tài)，而不是一群粒子呈現(xiàn)的宏站狀態(tài)。
3.3 量子態(tài)疊加性 （原理）
量子態(tài)疊加性就是指一個(gè)量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上
一個(gè)粒子，
在某一個(gè)時(shí)刻，只能是上自旋或下自旋；?左自旋或右自旋；前自旋或后自旋；
在其自旋周期內(nèi)，可能會(huì)同時(shí)會(huì)上自旋和下自旋；?左自旋和右自旋；前自旋和后自旋；
但這個(gè)切換周期非常非常短， 短到感覺這是同一時(shí)刻，既上自旋也下自旋，既左自旋也右自旋，既前自旋也右自旋。
這就是量子的疊加態(tài)的概念！！！
以電子為例：
如果用1表示左自旋，0表示右自旋，在某一時(shí)刻，這電子既處于0狀態(tài)，也處于1狀態(tài)，這就是1和0的疊加態(tài)。
3.4.量子態(tài)糾纏性
兩個(gè)及以上的量子在特定的(溫度、磁場(chǎng))環(huán)境下可以處于較穩(wěn)定的量子糾纏狀態(tài)。
當(dāng)兩個(gè)微觀粒子處于糾纏態(tài)，不論分離多遠(yuǎn)，對(duì)其中一個(gè)粒子的量子態(tài)做任何改變，另一個(gè)會(huì)立刻感受到，并做相應(yīng)改變。愛因斯坦稱之為為“鬼魅般的超距作用”。
比如，通過磁場(chǎng)，干預(yù)其中一個(gè)粒子，使得其為“上”自旋，那么與之量子糾纏狀態(tài)的另一個(gè)粒子，無(wú)論距離多遠(yuǎn)，其狀態(tài)就變成“下”自旋。
3.5 量子態(tài)相干性
量子相干性，或者說(shuō)“態(tài)之間的關(guān)聯(lián)性”。
其中一種說(shuō)法就是愛因斯坦和其合作者在1935年根據(jù)假想實(shí)驗(yàn)作出的一個(gè)預(yù)言。
這個(gè)假想實(shí)驗(yàn)是這樣的：在高能加速器中，由能量生成的一個(gè)電子和一個(gè)正電子朝著相反的方向飛行，在沒有人觀測(cè)時(shí)，兩者都處于向右和向左自旋的疊加態(tài)，而進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，如果觀測(cè)到電子處于向右自旋的狀態(tài)，那么正電子就一定處于向左自旋的狀態(tài)。
這是因?yàn)?#xff0c;正電子和電子本是通過能量無(wú)中生有而來(lái)，必須遵守守恒定律。這也就是說(shuō)，“電子向右自旋”和“正電子向左自旋”的狀態(tài)是相關(guān)聯(lián)的，稱作“量子相干性”。這種相干性只有用量子理論才能說(shuō)明。
在一個(gè)封閉的、不受干擾的系統(tǒng)中，具有相干性的粒子之間會(huì)一直處于這種相干性狀態(tài)。
3.6?量子退相干
開放量子系統(tǒng)的量子相干性會(huì)因?yàn)榕c外在環(huán)境發(fā)生量子糾纏而隨著時(shí)間逐漸喪失，這效應(yīng)稱為量子退相干（英語(yǔ)：Quantum decoherence），又稱為量子去相干。
量子退相干是量子系統(tǒng)與環(huán)境因量子糾纏而產(chǎn)生的后果。由于量子相干性而產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象會(huì)因?yàn)榱孔油讼喔啥兊孟o(wú)蹤。
第4章?什么是量子通信？
4.1 量子通信概述
量子通信是指利用量子特性進(jìn)行信息傳遞的新型通信方式。包括：
（1）利用量子疊加原理的量子計(jì)算。
（2）利用量子糾纏的原理實(shí)現(xiàn)量子超距傳輸，即量子通信。
（3）基于量子的不確定性、測(cè)量坍縮和不可克隆三大原理，提供了無(wú)法被竊聽和計(jì)算破解的絕對(duì)安全性保證，主要分為量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分發(fā)兩種。
4.2 量子計(jì)算機(jī)
量子力學(xué)與電子計(jì)算機(jī)相遇，于是就誕生了量子計(jì)算機(jī)。
（1）傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中的0和1
傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)，在處理信息上都是采用2進(jìn)制，也就是1、0，計(jì)算機(jī)的最小單位是比特，因?yàn)橛?jì)算機(jī)是二進(jìn)制，所以這一比特要么就是1，要么就是0，不存在其他的選項(xiàng)。
例如信息：1010，其中就包含了4個(gè)比特，8個(gè)比特組成1B，1024B等于1K，1024K等于1M，1024M等于1G以此類推。
比如32比特的二進(jìn)制數(shù)，就有2^32個(gè)不同的數(shù)值，如果計(jì)算機(jī)需要處理2^32個(gè)不同的數(shù)值，必須窮舉每個(gè)數(shù)值，一共需要窮舉2^32個(gè)數(shù)的數(shù)。
（2）量子計(jì)算機(jī)中的比特0和1
因?yàn)橛?jì)算機(jī)中信息流存在最小的單位—比特，那么計(jì)算機(jī)處理信息就是可以量子化的，這個(gè)最小單位比特就是計(jì)算機(jī)處理信息的量子，我們將比特成為量子比特。
在量子力學(xué)中，任何微觀粒子、量子在沒有被觀測(cè)之前都處于多種狀態(tài)的疊加，也就是說(shuō)微觀粒子、量子在沒有被觀測(cè)之前都是無(wú)法確定的。
那么在計(jì)算機(jī)的信息處理中，比特作為量子的存在，在沒有被觀測(cè)之前也是不能被確定的，也就是說(shuō)比特沒有被觀測(cè)之前可能是1、可能是0、也可能是既是1、又是0。
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，每一個(gè)比特位，0和1狀態(tài)是不能共存的，而在量子計(jì)算中，根據(jù)量子疊加原理0和1是可以共存的，既可以是1，也可以是0。
（3）量子計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算
針對(duì)32比特的數(shù)據(jù)，如果需要窮舉每個(gè)數(shù)據(jù)，只需要取一次數(shù)據(jù)即可，因?yàn)?2bit每個(gè)的每一位已經(jīng)同時(shí)代表了0和1，而傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要取2^32個(gè)數(shù)據(jù)。
這就是量子計(jì)算機(jī)的巨大的優(yōu)勢(shì)！
（4）量子霸權(quán)
量子霸權(quán)，代表量子計(jì)算裝置在特定測(cè)試案例上表現(xiàn)出超越所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。
2019年9月20日，多家英媒披露，科技巨頭谷歌(Google)一份內(nèi)部研究報(bào)告顯示，其研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)成功在3分20秒時(shí)間內(nèi)，完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需1萬(wàn)年時(shí)間處理的問題，并聲稱是全球首次實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。
（5）量子計(jì)算的適用場(chǎng)合
量子計(jì)算并非適合傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的所有場(chǎng)合，從目前來(lái)看，只使用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的極小的應(yīng)用領(lǐng)域，只有在極少的領(lǐng)域，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越現(xiàn)代的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。
量子計(jì)算只適應(yīng)于需要無(wú)窮次窮舉N的數(shù)值計(jì)算的場(chǎng)合，可把窮舉的效率直接提升到N倍。
當(dāng)量子計(jì)算機(jī)并不適合邏輯處理的場(chǎng)合，即不需要窮舉的場(chǎng)合，有明確的邏輯分支的場(chǎng)合。
（6）量子計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言
QRunes、Q#、SILQ
4.3?量子通信：量子隱形傳態(tài)
（1）量子通信的信息傳輸?shù)妮d體
- 傳統(tǒng)的“電”、“光”通信：載體是電磁波，它利用的是一群電子的外顯的、宏觀的、行為特征，如電磁波的頻率、幅度、相位。
- 量子通信：載體是單個(gè)粒子，如單個(gè)電子或單個(gè)光子，它利用是單個(gè)粒子內(nèi)在的、微觀的、行為特征，如粒子的自旋方向。
（2）二進(jìn)制比特信息的調(diào)制
所謂調(diào)制，用傳輸載體的特征來(lái)標(biāo)識(shí)要傳輸?shù)亩M(jìn)制比特。
電磁波通信的調(diào)制方法有：
- 幅度調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同幅度承載和區(qū)分信息，稱為幅度調(diào)制。AM調(diào)制就是這種調(diào)制方式。
- 頻率調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同頻率承載和區(qū)分信息，稱為頻率調(diào)制。FM調(diào)制就是這種調(diào)制方式。
- 相位調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同相位承載和區(qū)分信息，稱為相位調(diào)制。PM調(diào)制就是這種調(diào)制方式。
- 幅度相位調(diào)制：同時(shí)利用通過交變的電信號(hào)的不同幅度和不同相位承載和區(qū)分信息，稱為幅度相位調(diào)制， QAM調(diào)制就是這種調(diào)制。
- 能量調(diào)制：利用交變的電信號(hào)的不同能量承載和區(qū)分信息，稱為能量調(diào)制。能量調(diào)制是對(duì)幅度調(diào)制的改進(jìn)。擴(kuò)頻通信、QAM調(diào)制，都是利用積分的手段，提取接收信號(hào)的能量，最后折算成幅度。
量子通信的調(diào)制方法：
使用粒子的自旋方向來(lái)承載0和1，如左旋標(biāo)識(shí)1，表示0。
調(diào)制方：通過一定的儀器，來(lái)控制有糾纏關(guān)系的兩個(gè)粒子中的一個(gè)粒子的自旋方向。
解調(diào)方：通通過一定的儀器，來(lái)檢查有糾纏關(guān)系的兩個(gè)粒子中的另一個(gè)粒子的自旋方向，從而獲得0和1的數(shù)據(jù)。
（3）調(diào)制后信號(hào)的瞬間、超距傳輸
現(xiàn)行流行的量子糾纏說(shuō)法是指在量子力學(xué)中，有共同來(lái)源的兩個(gè)微觀粒子之間存在著某種糾纏關(guān)系，不管它們被分開多遠(yuǎn)，只要一個(gè)粒子發(fā)生變化就能立即影響到另外一個(gè)粒子，即兩個(gè)處于糾纏態(tài)的粒子無(wú)論相距多遠(yuǎn)，都能“感知”和“影響”對(duì)方的狀態(tài)。
量子通信的傳輸是不受時(shí)間的影響，是瞬間完成。
量子通信的傳輸也不受距離的影響，不管多遠(yuǎn)，不管中間隔著什么物理，都能夠進(jìn)行感應(yīng) 。
這種超越光速的信息傳輸?shù)默F(xiàn)象被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”。
筆者認(rèn)為：
- 會(huì)不會(huì)糾纏的粒子之間通過“鬼魅般的超距作用”來(lái)交換信息或許是通過目前還沒有發(fā)現(xiàn)的高緯空間進(jìn)行的？
- 母子之前，孿生子身體的細(xì)胞之間，是不是也會(huì)有大量的相互糾纏的粒子？導(dǎo)致所謂的心靈感應(yīng)？
（4）二進(jìn)制比特信息的解調(diào)
使用粒子的自旋方向來(lái)承載0和1，如左旋標(biāo)識(shí)1，表示0。
調(diào)制方：通過一定的儀器，來(lái)控制有糾纏關(guān)系的兩個(gè)粒子中的一個(gè)粒子的自旋方向，一旦改變了其中一個(gè)粒子的狀態(tài)，另一個(gè)粒子的狀態(tài)也隨之改變，這就是量子糾纏。
解調(diào)方：通通過一定的儀器，來(lái)檢測(cè)有糾纏關(guān)系的兩個(gè)粒子中的另一個(gè)粒子的自旋方向，從而獲得0和1的數(shù)據(jù)。
量子隱形傳態(tài)是一種超距信息傳輸方法 ，是一種絕對(duì)安全的信息傳輸方法，中途決不可能被竊聽。
這是因?yàn)榧m纏的兩個(gè)量子之間的信息傳遞是瞬間、瞬時(shí)完成的，可以跨越任何的空間，或者說(shuō)，根本就?經(jīng)過任何的三維空間進(jìn)行傳輸，有如何被竊聽呢？
4.4?量子密鑰分發(fā)
先回顧一下現(xiàn)有的傳統(tǒng)的加密方法
（1）對(duì)稱加密
對(duì)稱加密，就是發(fā)送方加密和接收方解密使用相同的、事先約好的秘鑰。
優(yōu)點(diǎn)：
- 加密和解密的速度快。
缺點(diǎn)：
- 中途密文被截獲后，雙方其實(shí)并不知道
- 一旦密碼破解后，通信雙方也并不知道
- 發(fā)送方更改密碼后，接收方無(wú)法及時(shí)的知道對(duì)方更改的密碼，因?yàn)槊艽a是事先約好的，更改后，必須提前通知對(duì)方，如何把密碼通知對(duì)方是一個(gè)大麻煩。（量子密鑰分發(fā)實(shí)際上就是要解決此問題的）
（2）不對(duì)稱加密
為解決對(duì)稱加密方法傳遞秘鑰、更改秘鑰及其不方便問題。提出了一種不對(duì)稱加密。
- 接收發(fā)公開自己的公鑰，公鑰和私鑰是成對(duì)出現(xiàn)的，用公鑰加密的數(shù)據(jù)，必須通過私鑰才能解開。
- 發(fā)送方利用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
- 接收方使用私鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
優(yōu)點(diǎn)：
- 不對(duì)稱加密很好的解決了秘鑰安全傳輸?shù)膯栴}
- 不對(duì)稱加密也很好的解決了接收方隨時(shí)更改秘鑰的問題，更改完，公布自己的公鑰就可以了，發(fā)送加密方使用新的公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
缺點(diǎn)：
- 加解密的效率非常低，遠(yuǎn)不如對(duì)稱加密，因此通常需要硬件加解密引擎，提高加解密的效率。
（3）對(duì)稱加密+不對(duì)稱加密配合
- 使用不對(duì)稱加密傳遞更改后的對(duì)稱加解密的秘鑰。
- 對(duì)稱加密用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密。
優(yōu)點(diǎn)：
- 使用對(duì)稱加解密對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密，提升了加解密的效率。
- 不對(duì)稱加密用于傳遞更改后的對(duì)稱加解密的秘鑰，解決了對(duì)稱加密秘鑰更改后不能及時(shí)安全傳遞給加密方的問題。
缺點(diǎn)：
- 沒有明顯的缺點(diǎn)。
- 唯一的缺點(diǎn)就是：上述步驟1過程，接收和發(fā)送方都不知道傳輸信道被別人竊取，因此如果對(duì)稱加密的秘鑰被竊取后，收發(fā)雙發(fā)都無(wú)法知曉。有沒有一種方法，傳遞對(duì)稱加密的秘鑰的時(shí)候，如果中途被竊取，雙發(fā)雙發(fā)都能夠感受到，然后立即更換新的秘鑰？
（4）量子密鑰分發(fā)，也稱量子密碼
量子量子密鑰分發(fā)就是解決使用一種絕對(duì)安全的方法傳遞或分發(fā)對(duì)稱加密的秘鑰。
它借助量子疊加態(tài)的傳輸測(cè)量實(shí)現(xiàn)通信雙方安全的量子密鑰共享，再通過一次一密的對(duì)稱加密體制，即通信雙方均使用與明文等長(zhǎng)的密碼進(jìn)行逐比特加解密操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)條件絕對(duì)安全的保密通信。
以量子密鑰分發(fā)為基礎(chǔ)的量子保密通信成為未來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)信息安全的一種非常有潛力的技術(shù)手段，是量子通信領(lǐng)域理論和應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。
（a）在發(fā)送方和接收方建立兩個(gè)信道，一個(gè)經(jīng)典信道，采用對(duì)稱加密數(shù)據(jù)，一個(gè)是量子信道，傳遞對(duì)稱加密的秘鑰。
·（b）為了安全性，每次傳輸都通過量子信道更改新的對(duì)稱加密的秘鑰。
（c）發(fā)送方使用單光子傳輸對(duì)稱加密的秘鑰，當(dāng)中途有竊聽竊取了量子信道的光子，根據(jù)量子的不可復(fù)制性原理，光子的狀態(tài)一定會(huì)因?yàn)橹型镜谋O(jiān)聽，其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。
（d）接收方受到受竊聽方竊聽過、其狀態(tài)已經(jīng)不同于發(fā)送方原始數(shù)據(jù)。
（e）接收方再通過傳統(tǒng)信道把自己的收到的信息反饋給發(fā)送方。
（f）這樣接收方就知道量子信道被人監(jiān)聽，如果有人監(jiān)聽，則丟棄該秘鑰，重新發(fā)送一組新的秘鑰，依次類推。
優(yōu)點(diǎn)：
秘鑰的分發(fā)是絕對(duì)安全的，如果中途被任何竊聽者竊聽，都會(huì)被檢測(cè)到。
后記：
（1）量子通信還遠(yuǎn)沒有得到適用的階段，還處于前沿的研究階段
（2）量子計(jì)算只是在部分需要窮舉計(jì)算的領(lǐng)域極大的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，但它無(wú)法替代現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，很多的邏輯運(yùn)算的領(lǐng)域不是量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)項(xiàng)。
（3）量子通信也只是解決了在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間安全的二進(jìn)制信息的傳遞，然而，現(xiàn)代通信系統(tǒng)遠(yuǎn)比這個(gè)復(fù)雜得多。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的图解通信原理与案例分析-31：量子通信，信息的传输载体由确定性的宏观世界走向不确定性的微观世界的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
