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半導(dǎo)體激光器

皮秒半導(dǎo)體激光器在量子通信中的應(yīng)用(上)

星之球激光 來源:中國光學(xué)光電子行業(yè)網(wǎng)2011-12-10 我要評論(0 )   

量子密碼通信原理 在科幻小說《星際旅行》中,星球戰(zhàn)士可以在某一地點(diǎn)突然消失,而瞬間之后卻出現(xiàn)在遙遠(yuǎn)的另一地點(diǎn)。那么,現(xiàn)實(shí)生活中是否存在某種手段,可以把某一客體...

量子密碼通信原理
在科幻小說《星際旅行》中,星球戰(zhàn)士可以在某一地點(diǎn)突然消失,而瞬間之后卻出現(xiàn)在遙遠(yuǎn)的另一地點(diǎn)。那么,現(xiàn)實(shí)生活中是否存在某種手段,可以把某一客體以最快捷的方式輸送到遙遠(yuǎn)的另一地點(diǎn)呢?如果有,那是一種什么樣的手段呢?量子信息學(xué)研究,正是實(shí)現(xiàn)這種“遠(yuǎn)程傳送”幻想前的最腳踏實(shí)地的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究——要想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瞬間傳送,必須找到相距遙遠(yuǎn)的兩個客體之間的感應(yīng)狀態(tài)以及信息隱性傳輸?shù)姆绞健_@一研究,首先必須從微觀世界的分子、原子、粒子層面做起。在微觀世界里,存在著一種“量子糾纏”現(xiàn)象,即不論兩個粒子間的距離多遠(yuǎn),一個粒子的任何變化都會影響到另一個粒子,讓另一個粒子獲得“感應(yīng)”,這種現(xiàn)象也被愛因斯坦稱為“遙遠(yuǎn)地點(diǎn)間幽靈般的相互作用”。于是,“多粒子糾纏態(tài)的制備與操縱”成為近年來國際上量子物理與量子信息研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

量子信息傳輸?shù)倪h(yuǎn)景意義還不僅在于星際旅行,它對研制功能強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)和實(shí)現(xiàn)‘萬無一失’的通信保密系統(tǒng),也具有非常誘人的應(yīng)用前景。

現(xiàn)在的信息時代,研究量子計(jì)算機(jī)帶來最大的好處就是用同樣速度計(jì)算機(jī)來化解400位自然數(shù)的話,用世界最快的計(jì)算機(jī)要算100億年,如果量子計(jì)算機(jī)研制出來只要算一分鐘。所以這會給我們的信息帶來新的革命。

量子密碼術(shù)是密碼術(shù)與量子力學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,它利用了系統(tǒng)所具有的量子性質(zhì)。首先想到將量子物理用于密碼術(shù)的是美國科學(xué)家威斯納。威斯納于1970年提出,可利用單量子態(tài)制造不可偽造的“電子鈔票”。但這個設(shè)想的實(shí)現(xiàn)需要長時間保存單量子態(tài),不太現(xiàn)實(shí)。貝內(nèi)特和布拉薩德在研究中發(fā)現(xiàn),單量子態(tài)雖然不好保存但可用于傳輸信息。1984年,貝內(nèi)特和布拉薩德提出了第一個量子密碼術(shù)方案,稱為BB84方案,由此迎來了量子密碼術(shù)的新時期。

 

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