量子通信实验装置

『壹』 什么是量子通信

量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。所谓“隐形传送”指的是脱离实物的一种“完全”的信息传送。从物理学角度，可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元，制造出原物完美的复制品。但是，量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息，这个复制品不可能是完美的。因此长期以来，隐形传送不过是一种幻想而已。

1993年，6位来自不同国家的科学家，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传态的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上。在这个方案中，纠缠态的非定域性起着至关重要的作用。量子力学是非定域的理论，这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实。因此，量子力学展现出许多反直观的效应。在量子力学中能够以这样的方式制备两个粒子态，在它们之间的关联不能被经典地解释，这样的态称为“纠缠态”，“量子纠缠”指的是两个或多个量子系统之间的非定域非经典的关联。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”，作为信息载体的光子本身并不被传输。最近，潘建伟及其合作者在如何提纯高品质的量子纠缠态的研究中又取得了新突破。为了进行远距离的量子态隐形传输，往往需要事先让相距遥远的两地共同拥有最大量子纠缠态。但是，由于存在各种不可避免的环境噪声，量子纠缠态的品质会随着传送距离的增加而变得越来越差。因此，如何提纯高品质的量子纠缠态是目前量子通信研究中的重要课题。近年，国际上许多研究小组都在对这一课题进行研究，并提出了一系列量子纠缠态纯化的理论方案，但是没有一个是能用现有技术实现的。最近发现了利用现有技术在实验上是可行的量子纠缠态纯化的理论方案，原则上解决了目前在远距离量子通信中的根本问题。这项研究成果受到国际科学界的高度评价，被称为“远距离量子通信研究的一个飞跃”。

『贰』 量子通信实验成功了，为什么还有人会黑潘建伟

量子通信实验成功了，但为什么潘建伟的“量子通信”理论仍被质疑？各位，这个话题非常好。首先，它涉及到的是平时老百姓喜闻乐见，经常讨论的话题，属于社会热点话题，比较接地气，也比较能引起大伙儿的共鸣。其次，这个问题具有科普的性质。我们知道，作为文字工作者，其职责主要有三个方面：第一，阐述事实，澄清谬误，引领社会舆论，起到为大众发声，为正义呐喊的作用；第二，文字工作者应该宣扬正确的价值导向，弘扬正能量。

有些人对于我国的量子通信技术就提出这样的疑问“量子通信这么厉害，为啥美国不去搞呢？”，好像什么科技都必须先经过美国，不然就是一种伪科技！最后说一点，理论基础科学但实际的应用还有很长的路要走，但这条路又必须走！牛顿的经典力学经过了几百年才有了航天飞机和卫星的上天，我们不能因为基础科学的漫长道路就选择放弃，不然我国的科技永远只停留在表面，跟着别人的似屁股后走！

『叁』 量子通信实验已经成功了，为什么还会有人会质疑甚至抹黑潘建伟院士

但他作假的方法是打磨国外已有的芯片外观，并打印上汉芯的标识。专家组进行验收时只对这块芯片的性能进行了验收，也就是说，这块芯片的技术参数是达到要求的。没想到有如此厚颜无耻之徒，居然用这种方法作假。这只能说验收程序还不完善。

如果说，潘建伟的国内同事碍于面子，或者慑于潘建伟的地位，不敢对潘建伟的工作提出异议，而那些国外的同行，并没有理由去与潘建伟同流合污。他们如果觉得有问题，一定会提出异议。可是，迄今为止，我们还没有看见这方面的记录，只能在网络上看见物理学专业以外的人士对潘建伟的工作予以否认。潘建伟之所以被某些人否认，主要是因为量子力学比较难懂，很多人不能理解，所以不能接受。

网友四：

正所谓“林子大了，什么鸟都有”，不管什么事情，总会有人喜欢，也总会有人不喜欢。量子通信实验已经获得初步成功，潘建伟院士已经在顶级学术期刊《自然》（Nature）和《科学》（Science）上发表了多篇学术论文，他的成就已经获得世界范围的认可，并且让我国在量子通信领域处于世界领先的地位。即便如此，潘建伟院士还是招来了一些无知者的恶意抹黑。

『肆』 量子通信是否是一个骗局

量子通信并不是一个骗局，是一种通信加密技术。量子在通信过程中仅起到加密作用。

量子通信的概念：
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。量子通讯是近二十年发展起来的新型 交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集 编码等，近来这门学科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人们的关注。基于 量子力学的基本原理，并因此成为国际上 量子物理和 信息科学的研究热点。

『伍』 最新量子通信芯片问世，是如何做到仅有现有装置的1‰的

中科院量子信息重点实验室郭国平教授半导体量子芯片研究组及其合作者又破世界纪录，通过实验成功实现世界上最快速量子逻辑门操作，取得半导体量子芯片研究的重要突破。电荷量子比特门操作速度可以较大范围的调节，达到GHz的频率；其次，电荷量子比特的制备、操控和读取可以用全电学操控来完成；最后，电子电荷自由度作为量子比特可以与现有信息处理技术兼容，并且可以利用先进的半导体工艺技术完成大面积的扩展和集成。

实验结果表明，该新型量子比特在超快操控速度方面与电荷量子比特类似，而其量子相干性方面，却比一般电荷编码量子比特提高近十倍。同时，该新型多电子轨道杂化实现量子比特编码和调控的方式具有很强的通用性，对探索半导体中极性声子和压电效应对量子相干特性的影响提供了新思路。

『陆』 量子通信这么厉害，美国为什么不发量子通信卫星

导语：量子通信这么厉害，美国为啥不发量子通信卫星？

关于“量子通信这么厉害，美国为啥不发量子通信卫星？”这个问题，小编整理了多个来源的用户回答，供大家更全面的了解。

1、以下观点被1352人点赞、并有359个交流讨论：

量子通信卫星就是通过卫星，连接地面光纤量子通信网络，形成天地一体化的量子通信网络。它具有保密性超强(目前理论上不能破解)、量子传态等特点，是世界通信发展的方向。中国科学家在美国《科学》杂志上报告说，中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠，这意味着量子通信向实用迈出一大步。当中国抢先建立了这一个全球网络后，以后谁想共享使用，不仅要经过中国同意，更要接受中国的标准，实际就是第二个互联网技术，只不过它将由中国掌握。美国国家科技委员会提出的报告《推进量子信息科学：国家的挑战与机遇》，建议加大对量子信息科学的投入。实际上，美国多个政府部门如国防部、航天局、国家标准与技术研究所（NIST）等早就对量子信息技术研究大量投入。在过去10余年间，NIST在量子调控和量子信息领域产生了5名诺贝尔物理学奖获得者。但是西方各个国家包括美国，俄罗斯都还处于理论研究和早期实验室研究阶段还没有发射量子通信卫星。美国不是不发量子卫星，而是美国现在量子通信领域已经落后中国，而是目前还发不了的问题。中国已经走在世界前列，现在是美国，西方，俄罗斯正在追赶和超过中国的问题。历史已经颠倒过来了。

2、以下观点被191人点赞、并有77个交流讨论：

缺点是目前只有光子才能实用，因此传统电磁波传输方式失效了，光缆通信是最适合的，只要在两段发射接受装置改为量子发射接收机即可，中继也一样，不过中继量子增强还是有点技术难度的。还有，要想确保保密，密码要一码一用，密码要足够长（与传统通信一样），这样使得量子通信的效率（速率）很低，只能发送文件，不能视频对话。量子保密通信仅仅采用了军事编码方式，使得密码难以破解，牺牲了传输效率，又需要两条通道分别传输密码和信息。那次与奥地利的视频对话是牺牲了量子保密密码长度，只是利用了墨子号卫星的通讯中继进行常规通信，而不能称为真正意义的量子通信。也可以这么认为，因为目前世界上量子通信技术就只达到这个高度，而我国由于国家经费支持，做到世界上量子通信长度最长（京沪干线有千公里级），实现了星地传输（自由空间传输），实事求是讲是世界领先的。就目前的技术水平，量子通信其实没有现实意义，传输速度慢，不是全天候工作，也不能做到完全无法破解（不是量子纠缠方式），除非有更先进技术，量子通信注定是个摆设。

3、以下观点被116人点赞、并有11个交流讨论：

量子通讯是否厉害姑且不论，但必须颠覆两个思维习惯。好东西都是美国搞出来的，其它国家只能跟在后面爬行追赶。美国不感兴趣的东西都用处不大，谁要搞是冤枉烧钱，得不偿失。美国长期引领着世界科技革命，至今在科技众多领域仍遥遥领先，这无可置疑。但在世界科技革命方兴未艾的今天，美国不再万能！例如高铁科技，就从来不是美国的强项；航母电磁弹射飞机、第五代隐身战机等，也不再是美国独家专利；在特变高压输电的技术原创上，美国只有给中国当学生的辈份。量子科学的应用研究，中国走在了最前沿，中国发射量子通讯实验卫星，并成功完成了预先设置的科研项目，在量子通讯密钥分发、光子远距离纠缠等，取得的成果是世界领先的。美国没发射量子通讯卫星，不是没兴趣，而是能力还不具备（对美国科技说“不”，不适应吧？没关系，请以后逐渐适应）。在量子通讯科技研究领域，美国在中国面前，不是“守”，而是“追”。

4、以下观点被104人点赞、并有325个交流讨论：

我们抛开是不是量子通信不谈，抛开密钥分发能不能成功不谈。过去通信也是要加密的，有的加密是利用算法进行的，也就是没有密码。没有密码既然能解密，你发了密钥，相当于我不知道密码，我就不能解密了？傻子才信！密钥分发用的是微弱的偏振光，对方都未必能不受干扰地接收到，如果被截获，对方当然接收不到了，可是敌方会傻到截获你的密钥吗？除非敌方是为了破坏你通信而不是为了破获你通信内容，那样它可以用强光不断干扰你的密钥分发链路，你就永远发不出密钥了。醒醒吧，我的国！我爱这个国家，我爱这片生我养我的土地，我为我的祖国母亲担忧啊！知我者谓我心忧，不知者谓我何求。

5、精彩回答：

美国在传统电磁领域的霸主地位奠定了美国科技发展的领头羊地位，这也上其它国家尤其是不对付的国家如鲠在喉！海湾战争和科索沃战争让全世界为之颤抖，所以开发一种或多种能够绕开美国传统电磁霸权的通讯技术就显得迫在眉睫。量子通讯的保密效果非常好，这就让美国引以为傲的监听措施成了摆设！弄不清楚敌方的具体情报，美国军队就不敢贸然行动！量子通讯把美国从高高在上的一览众山小一下子拉下马，甚至不能和新兴科技大国平起平坐而落后！这就让美国感到愤怒了，怎么能这样？这样不科学啊！以后装备中国量子通讯技术的军事设施基本上可以确保不会被监听，这就能让美国军队在动手前三思再三思！这么好的效果美国为啥没有呢？那是因为该技术就是为了对付美国而发展的，等美国知道了都已经晚了！因为技术先驱们已经量产了量子通讯设备，一旦打起来失去电磁优势的美军就危险了！以前那种战场上来去自如的情况只能偶尔在三流国家可以实现

『柒』 量子通信为何会饱受争议

据报道，无论是量子通信的累累硕果还是量子计算的节节突破，近年发展迅猛的量子信息应用可谓世界科技界的“当红炸子鸡”，但是科普定义不严谨是量子通信争议的主因之一。

而对量子通信冠以通信的头衔，就扩大化了其价值，因为量子通信产业化过程中科普不够严谨，媒体报道中出现了很多夸大和误导性描述，，对孰是孰非缺乏判断力，这也是产生“骗局论”最主要的原因之一。

希望量子通信可以取得快速的发展！

『捌』 如果量子通信实现了，设备会非常大吗可能实现设备的小型化吗需要用到卫星吗

作为新一代通信技术，量子通信基于量子信息传输的高效和绝对安全性，成为近几年来国际科研竞争中的焦点领域之一。合肥城域量子通信试验示范网于2010年7月启动建设，投入经费6000多万元。经过中国科学技术大学和安徽量子通信技术有限公司科研人员历时1年多的努力，项目建成后试运行，各项功能、指标均达到设计要求。该项目2012年3月29日通过安徽省科技厅组织的专家组验收，30日正式投入使用。
具有46个节点的量子通信网覆盖合肥市主城区，使用光纤约1700公里，通过6个接入交换和集控站，连接40组"量子电话"用户和16组"量子视频"用户。此刻主要用户为对信息安全要求较高的政府机关、金融机构、医疗机构、军工企业及科研院所，如合肥市公安局、合肥市应急指挥中心、中国科学技术大学、合肥第三人民医院及部分银行网点等。
合肥量子通信网的建成使用，标志着我国继量子信息基础研究跻身全球一流水平后，在量子信息先期产业化竞争中也迈出了重要一步。此刻，我国北京、济南、乌鲁木齐等城市的城域量子通信网也在建设之中，未来这些城市将通过量子卫星等方式联接，形成我国的广域量子通信体系。
近年来，随着以科大国盾量子系列产品为代表的量子通信基础设备日臻成熟，一批面向应用平台开发并致力于探索商业化推广量子安全通信服务的企业不断涌现，神州量子、苏州科达、中经量通、中创为、九州量子、基点量子等就是这样的开拓者。
中国是世界上率先把量子通信产业化的国家，据了解，量子通信不仅可以用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可以用于涉及秘密数据、企业机密、包括政府金融、电信、保险、证券、银行、工商、财政等领域和部门，而如果技术又正好成熟，未来应用市场前景将异常广阔。
我国科学家潘建伟等人近期在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定技术基础。
量子信息因其传输高效和绝对安全等特点，被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究，并成为全球物理学研究的前沿与焦点领域。基于我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域的系列前沿性突破，中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项，力争在2015年左右发射全球首颗“量子通讯卫星”。
中国科学技术大学教授潘建伟、彭承志、陈宇翱等人，与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成联合团队，于2011年10月在青海湖首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发。实验证明，无论是从地面指向卫星的上行量子隐形传态，还是卫星指向两个地面站的下行双通道量子纠缠分发均可行，为基于卫星的广域量子通信和大尺度量子力学原理检验奠定了技术基础。
“在高损耗的地面成功传输100公里，意味着在低损耗的太空传输距离将能达到1000公里以上，基本上解决了量子通讯卫星的远距离信息传输问题。”研究组成员彭承志介绍说，量子通讯卫星核心技术的突破，也表明未来构建全球量子通信网络具备技术可行性。

『玖』 量子通信是什么样的技术具体实体都有什么

量子通讯(Quantum
Teleportation)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。
量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。目前量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,近来这门学科已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。
量子通信系统
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输,后者则可用于量子隐形传送和量子纠缠的分发。所谓隐形传送指的是脱离实物的一种“完全”的信息传送。