量子通信属于区块链吗
Ⅰ 量子通信属于电子信息科学技术的范畴吗
电子也是一种“量子”,如此说来电子信息其实是属于量子信息的范畴。
电子信息的出路显然是量子信息
只不过量子信息现在还算不上成熟罢了。
量子通信是量子信息的一个问题,也应该是建立量子信息学科的一个突破口。
Ⅱ 量子通信产业是指哪一些产业
世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”2016年8月16日成功发射。
量子通信产业是我国创造的一个新的产业。“它具有理论上无条件的保密安全性,从技术发展趋势来看未来具有更广阔的空间。随着时机和行业的成熟,量子通信技术将更加成熟和丰富,也将在未来的信息安全服务中被更广泛运用。”
Ⅲ 量子通信属于大学什么专业
量子通信属于大学什么专业
属于物理,电子
或者是理学院的
计算机的范畴
Ⅳ 量子通信的作用,求详细点
量子通信(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。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,量子通信具有高效率和绝对安全等特点,并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点
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。 量子通信
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。 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。最近潘建伟等人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”。
编辑本段研究突破
据《新科学家》杂志等媒体综合报道,一支意大利和奥地利科学家小组宣布,他们首次识别出从地球上空1500公里处的人造卫星上反弹回地球的单批光子,实现了太空绝密传输量子信息的重大突破。这一突破标明在太空和地球之间可以构建安全的量子通道来传输信息,用于全球通信。此研究成果即将发表在《新物理学杂志》(New Journal of Physics)上。 意大利帕多瓦大学的保罗·维罗来斯和恺莎尔·巴伯利领导此研究小组,成功地利用意大利名为马泰拉(Matera)激光测距天文台的1.5米望远镜向地球上空1500公里处的日本阿吉沙(Ajisai)人造卫星发射出光子并让此卫星将这些光子反弹回到了原始出发地。这标志着无法偷听的量子编码通信可望通过人造卫星来实现。此消息将会大受全球通信公司和银行的欢迎。 量子通信
2007年6月,一个由奥地利、英国、德国研究人员组成的小组在量子通信研究中通过创下了通信距离达144公里的最远纪录。而要达到更远的距离很难,因为大气容易干扰光子脆弱的量子状态。而巴伯利小组想出了解决办法,通过人造卫星来发送光子。由于大气随高度的增加而日趋稀薄,在卫星上旅行数千公里只相当于在地面上旅行8公里。 为证实地面能观测到从轨道卫星上发送回来的光子,此研究小组从意大利马泰拉(Matera)激光测距天文台的望远镜向阿吉沙(Ajisai)人造卫星发射出一束普通的激光。阿吉沙(Ajisai)人造卫星由318面镜片组成,从精确的镜片上反弹回来的单批光子成功地回到了此天文台。 参与此项研究的奥地利维也纳的量子光学和量子信息研究所著名量子物理学家安顿·宰林格(Anton Zeilinger)认为太空至地球的量子通信是一项可行技术。宰林格正在打造一个人造卫星,用于产生纠缠光子,接收信息并对信息编码,之后再将编码的信息反射回来,以建立全球量子通信网络。 量子通信是利用了光子等粒子的量子纠缠原理。量子信息学告诉人们,在微观世界里,不论两个粒子间距离多远,一个粒子的变化都会影响另一个粒子的现象叫量子纠缠,这一现象被爱因斯坦称为“诡异的互动性”。科学家认为,这是一种“神奇的力量”,可成为具有超级计算能力的量子计算机和量子保密系统的基础。 量子通信是经典信息论和量子力学相结合的一门新兴交叉学科,与目前成熟的通信技术相比,量子通信具有巨大的优越性,具有保密性强、大容量、远距离传输等特点。量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用,而且会极大地促进国民经济的发展。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来,美国国家科学基金会、国防高级研究计划局都对此项目进行了深入的研究,欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究,研究项目多达12个。日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。
编辑本段中国研究
中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室的潘建伟教授及其同事,利用冷原子量子存储技术在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换,建立了由300米光纤连接的两个冷原子系综之间的量子纠缠。这种冷原子系综之间的量子纠缠可以被读出并转化为光子纠缠以进行进一步的传输和量子操作。该实验成果完美地实现了长程量子通信中亟需的“量子中继器”,向未来广域量子通信网络的最终实现迈出了坚实的一步。 量子通信
类比于传统的电子通信中为了补偿电信号衰减而进行整形和放大的电子中继器,奥地利科学家在理论上提出,可以通过量子存储技术和量子纠缠交换和纯化技术的结合来实现量子中继器,从而最终实现大规模的长程量子通信。量子存储的实验实现却一直存在着很大的困难。为了解决量子存储问题,国际上人们做了大量的研究工作。比如段路明及其奥地利、美国的合作者就曾于2001年提出了基于原子系综的另一类量子中继器方案。由于这一方案具有易于实验实现的优点,受到了学术界的广泛重视。然而,随后的研究表明,由于这一类量子中继器方案存在着诸如纠缠态对信道长度抖动过于敏感、误码率随信道长度增长过快等严重问题,无法被用于实际的长程量子通信中。 为了解决上述困难,潘建伟、陈增兵和赵博等在理论上提出了具有存储功能、并且对信道长度抖动不敏感、误码率低的高效率量子中继器方案。同时,潘建伟研究小组与德国、奥地利的科学家经过多年的合作研究,在逐步实现了光子—原子纠缠、光子比特到原子比特的量子隐形传态等重要阶段性成果的基础上,最终实验实现了完整的量子中继器基本单元。由于量子中继器实验实现在量子信息研究中的重要意义,
编辑本段发展史
1993年,C.H.Bennett提出了量子通信的概念;同年,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送的方案: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。
编辑本段以实验驳倒爱因斯坦
在2008年8月14日出版的最新一期《自然》杂志上,瑞士的5位科学家公布了他们的这项最新研究成果。瑞士科学家表示,原子、电子以及宇宙空间其他所有的微观物质都可能会表现出异常奇怪的行为,其行为规律可能与我们日常生活中传统的科学规律完全背道而驰。比如,物体可以同时存在于两个或多个场所;可以同时以相反的方向旋转。这种现象也许只有通过量子物理学来解释。量子物理学认为,任何事物之间都可能存着某种特定的联系。发生于某一物体之上的事件,可能同时对其他物体也会产生影响。这种现象称为“量子纠缠”。不管物体之间的距离有多远,同样存在“量子纠缠”的关系。 爱因斯坦坚决反对“量子纠缠”理论,甚至将其戏称为“遥远的鬼魅行为”。根据量子力学理论的描述,两个处于纠缠态的粒子无论相距多远,都能“感知”和影响对方的状态。几十年来,物理学家试图验证这种神奇特性是否真实,以及决定它的幕后原因。其实,我们可以运用形象化的说明来解释这种现象。被纠缠的物体释放出某种不明粒子或其他形式的高速信号,从而对其伙伴产生影响。此前,已有实验证实传统物理学领域中某种隐藏信号的存在,从而打消了人们对于这种隐藏信号的种种疑问。但是,仍然有一个奇怪的可能性没有得到证实,即这种未知信号的传输速率可能会比光速还要高。 为了证实这种可能性,瑞士科学家开始着手对一对相互纠缠的光子进行实验研究。首先,研究人员们将光子对拆散;然后,通过由瑞士电信公司提供的光纤向两个村庄接收站进行传送,接收站之间相距大约18公里。沿途光子会经过特殊设计的探测器,因此研究人员能够随时确定它们从出发到终点的“颜色”。最终,接收站证实每对相互纠缠的光子被分开传送到接收站后,两者之间仍然存在纠缠关系。通过对其中一个光子的分析,科学家可以预测另一光子的特征。在实验中,任何隐藏信号从此接收站传送到彼接收站,仅仅需要一百万兆分之一秒。这一传输速率保证了接收站能够准确地检测到光子。由此可以推测任何未知信号的传输速率至少是光速的10000倍。 而爱因斯坦不仅不接受“量子纠缠”的思想,并且还坚持认为不可能存在比光速还要快的信号,任何比光速快的“鬼魅似的远距作用”都是不可思议的。根据1905年出版的爱因斯坦的相对论,他认为没有物体的运动速度能够超过光速。爱因斯坦解释说,光速属于自然界的一个基本常数:对于空间内所有的观察者来说,光速都是一样的。同样是爱因斯坦的相对论解释说,当物体加速时,物体本身的质量增加,而加速需要能量。随着物体质量的增加,维持速度所需的能量也更多。当物体以接近光速运行时,爱因斯坦经过计算说,它的质量将达到无限大,所以要使得物体继续运行的能量也要无限大,而要超过这一极限是不可能的。 而科学家们从实验中得到的结论,既可以反驳爱因斯坦的“错误”观点,也可以用来解释同一事物同时出现在不同地点这一奇异现象。爱因斯坦都无法解释的奇怪行为,正是量子物理学和量子通信的魅力之处
Ⅳ 量子通信属于电信范畴吗
准确的说,应该是量子力学与通信专业的交叉学科。目前国内的量子通信主要还只能用于密钥分发,通信信道部分走的还是传统的通信信道
Ⅵ 数字化与量子科技有什么联系
中共中央政治局10月16日下午就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习,这是继大数据、人工智能、区块链之后,中共中央政治局对前沿科技领域的又一次重点学习。量子科技本身,是数字科技的核心内容之一,是推动数字经济时代的核心力量。
什么是量子?量子是现代物理的重要概念,指的是一个物理量所存在的最小的、不可分割的基本单位,和以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。
一时间量子科技成为热词,网上还出现了大量针对“量子科学”、“量子通信”关键词的搜索和解读,这三个词不要混淆。“量子科学”指的是量子在科学上的效应,是一种量子信息的学科系统;“量子通信“则是量子在通信领域的应用,即给通信进行加密以保证安全性,尽管通信是量子科技的一个非常重要的应用,但不能将量子通信等同于量子科技本身。
与科学界的一些改良性技术相比,量子科技具有颠覆性作用,它颠覆的是目前占据主流地位的电子计算,即传统、主流的计算机还是以电子作为基本的载体,以冯·诺依曼结构为主的计算机,同时主流计算机的电子元器件——芯片,也是基于电子,按照摩尔定律的经济规律来发展,让计算机芯片的工艺制成从14纳米、7纳米发展到5纳米。
但问题在于,当下摩尔定律正逼近物理极限,所以科技领域亟需出现一些颠覆性技术,将量子作为基本计算单位,革新以电子作为基本单位的计算架构。
本次中央政治局学习提到的“把握好大趋势”中的“趋势”,即是全世界整个信息技术的基础正在发生变化,正在进入一个新的计算架构和基础能力突破的分界点上,需要提前重新构建一个新体系,体系的构建涉及到基础理论、基础材料、基础工艺及器件装备,并形成量子科技的广泛应用,最终改变整个数字科技。国家一旦掌握这种技术,将从计算能力上取得一个较大的突破,并对社会发展形成一个革命性的影响。在这一点上,国内国外的起点基本是一样的,全球共同进入“无人区”。也正因如此,量子科技也是各国的战略必争之地。
由此可见,在当下形势下,发展量子科技具有很大的战略意义。
量子科技的在全球仍然以企业为主力军,以产学研的形式进行开发。国际上比较典型的企业是,IBM、谷歌,谷歌在2019年打造了第一台量子计算机,仅用200秒完成一个计算,而采用传统计算机需要约10000年时间。
中国在量子科技的研究上,和欧美国家是齐头并进的,至少不属于落后地位。应该看到,该技术在全球获得了一定突破,但并不处于成熟的发展阶段,所以中国还有很大机遇去牵头主导这一场竞争。在中国,量子科技仍然是以企业主导的格局,来自中国的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”、中国的首条量子保密通信骨干网,都是企业为主、产学研合作的成果,其中部分项目的主导方国盾量子企业,是由中科院孵化形成的。腾讯公司专门成立量子计算实验室,除了聚焦在信息处理中的应用,如量子算法对机器学习的帮助;还在积极探索对于一些小系统,小分子的更多经典计算或模拟的方法,并在制药、材料、化学等行业领域进行应用。
归根结底,量子科技的本质意义有两点,一是提高信息通信的安全性;二是提升算力。目前来看,量子计算可以广泛应用到很多行业领域.
量子科技是数字科技系统中的重要力量。纵观中共中央政治局提出的学习重点,无论是量子科技,还是大数据、人工智能、区块链,均是数字科技的核心内容,均是推动数字经济时代的核心力量。
数字科技是利用物理世界的数据,建构与物理世界形成映射关系的数字世界,并借助算力和算法来生产有用的信息和知识,以指导和优化物理世界中经济和社会运行的科学技术。
数字科技是新一代信息技术的迭代升级。随着数字化进程的不断推进,“新一代信息技术”包含的内涵大大拓宽,云计算、大数据、移动互联、物联网、人工智能、区块链等新技术层出不穷,量子计算、脑机接口等技术领域已突破传统信息技术领域范畴,并将有可能改变整个信息计算体系。
从全球主要国家和龙头企业的数字科技创新实践来看,数字科技也已逐步成为各国新的创新和竞争角逐热点。一方面,各大数字科技巨头聚焦数字技术和数字科技化,如谷歌的AI、量子计算、知识自动化引擎技术;微软和亚马逊的云计算和AI;达索、PTC、西门子、ESI等公司的数字孪生突破;苹果基于处理器创新的封闭数字科技生态。
另一方面,数字科技巨头的创新又离不开数据科学和科技数字化,比如谷歌Waymo无人驾驶,需要不断将数字科技与汽车的相关学科、技术、产业进行不断融合,实现从数据到领域知识的价值实现。
从经济发展的角度来看,数字科技将劳动者由人变成了“人+机器”,劳动者可以呈现指数增长;将生产资料变成了“工农业用品+数据”,数据从有形到无形,且没有数量限制;将劳动资料变成了“工农业设备+计算力驱动的数字科技设备”,呈现指数增长,生产力得到了空前的解放,人类社会快速进入数字时代。可以说,数字科技从近期看指向数字经济,从远期看指向知识文明。
从促进创新的角度来看,数字科技驱动网络协同创新模式。工业时代,创新过程就是从基础研究到应用研究再到产业发展“链式创新”的单向线性过程。数字科技需要面向物理世界和数字世界的互动融合,一方面需要解决实际应用、面向用户需求、开发全新市场的场景式研发与创新,从用户需求出发对科学研究形成逆向牵引,另一方面各类基础学科、基础技术领域的各项基础和应用创新寻求突破。每个创新主体都是庞大网络体系中的节点之一,都会参与到新科学新技术新产品的开发应用全过程,创新产业化周期大大缩短。
所以,在生产要素和创新模式改变的作用下,数字科技最终将重塑全球经济竞争格局。在数字经济发展初期,数字化引发的是服务业进入到更复杂的工业、能源和交通等传统领域,但随着数字科技的发展现在更多的是通过数据处理、仿真建模、机器学习等改变从数据-信息-知识的整个流程,并推动进入知识自动化阶段,使得数据进入到价值创造的体系中。这种力量决定了数字科技将会重塑全球经济和产业格局,也必然是大国和企业竞争的战略制高点。
(文章内容由中科院科技战略咨询研究院研究员王晓明提供,本报记者沈怡然采访整理)
Ⅶ 量子通信对应什么专业
照搬下以前的回答:
量子通信是基于量子物理理论的具有绝对安全性的一种通信方式,其涉及的技术和理论也非常广泛,题主所关注的方向应该就是量子通信所涉及的专业方向。
从量子通信的工程应用来看,量子通信在实际应用过程中必然需要有源、信道和探测这几个必要的环节,而且其也都是具有量子通信特点的。
源。量子通信按其分类,主要有两种源,一种是高频的单光子源,现在主要是通过将高频的激光脉冲衰减到单光子以下量级来实验,由此高频激光器的研发就是一个专业方向;另一种是纠缠光源,纠缠研究是量子通信热门的方向,也是一个作为前沿研究的专业方向。
信道。量子通信有自由空间和光纤两种远距离传输方式,其结合起来就可以实现全球化的广域量子通信网络。于是量子光和信标光(卫星等移动端需要跟瞄系统)在自由空间信道中的影响、光纤对量子光的相位和偏振(量子通信编码状态)的影响以及其可行的补偿方式在量子通信中是必要的。而在量子通信终端还需要跟瞄系统以及相应的光学系统,其对量子通信的影响和补偿也同样重要。于是,光纤、大气湍流、光学镀膜、光学系统设计、跟瞄系统、自动化控制、卫星工程等光机电专业都是量子通信需要研究的方向。
探测器。光子探测器效率对量子通信相当关键,这本身就是一个很有市场的研究方向,在很多应用中都不可或缺。当然还有跟瞄系统的相机也是自由空间量子通信所必须的。
和工程应用相适应的,这些应用和技术都需要理论的支持,凝聚态物理、物理电子学等专业也都是量子通信相关专业。量子通信是一种大型的应用,其涉及的方面很多,具体可以参考国内中科大、中科院等几个主要单位的具体工作和相关论文。
Ⅷ 量子通信的争议
所谓的量子通信广义上来说也是相互作用力的影响,这种影响在人文社会交流学中提现在群体性和蝴蝶效应上,在经典物理学中是两个物体(包括有无质量)的相互作用力,有重力电力磁力等等,这其实也是不同的状态罢了,微观物体也存在这种力(有几种不同名称),其实所有宏观的相互作用都是微观作用的集合,我们生活在宏观社会上能利用的作用力都是集合的,效率上和精确度自然不高,而微观上只要减少其它作用力的干扰使集合作用变得更纯粹,其效率和精确度都会有跨越式的提升。所谓的光速极限只是因为我们只能观测的光子罢了,更微观的世界在宇宙的更深层次,即使是微观的强相互做用和弱相互作用力都不会是绝对纯粹的单一力,相信在以后的宇宙物理学中质量和能力等能定义成一种物理量。其实有一种设想定义一绝对微粒子也可以称绝对能,就如绝对零度(在宇宙学中应该可以打破)一样,所有的力、所有的质量、所有的能量等都是其集合或状态,它可能是无(毕竟无能生有),其实在宇宙之外观测说不定这一刻还是大爆炸的一瞬间,角度不一样!