科普-量子通信

11231123讲座材料-2-量子的由来第五次索尔维会议与会者合影(1927年)一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片-3-量子的由来普朗克能量子1900年，物理学家普朗克提出了一个大胆假说：物体在产生和吸收辐射时，能量不是连续变化的，而是以一定数量值整数倍跳跃式地变化的。能量不是无限可分的，而是有一最小的单元。这个不可分的能量单元，普朗克称它为“能量子”或“量子”，即普朗克常数。普朗克因此获得诺贝尔物理学奖，同时也为量子论奠下基石。爱因斯坦光量子1905年，爱因斯坦在一篇论文中提出，关于光的产生和转化的瞬时现象，波动论的结论同经验不相符；要解释这类现象，只能假设光是由能量子所组成，即“光量子”，以后人们称其为“光子”。这是人类认识自然界历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的对立统一，即“波粒二象性”，同时也为量子理论的发展打开了局面。-4-量子的由来从普朗克的能量子假说、到爱因斯坦的光量子理论到玻尔的原子量子理论，在百年的时间里，量子力学发展迅速。尤其是20世纪二、三十年代，爱因斯坦和玻尔之间的“物理学灵魂的论战”引发了无数科学家对“量子纠缠”现象的研究，从而点燃了量子通信的星星之火。量子通信1993年，基于量子纠缠理论，美国科学家贝内特提出了量子通信（QuantumTeleportation）的概念。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。1913年丹麦物理学家玻尔把量子论的基本观点应用于原子核外电子的运动，从而创立了波尔理论。波尔原子量子理论-5-量子通信“量子通信”=量子物理+信息科学量子物理研究微观粒子的运动规律信息科学人与人、物与物传递的消息量子通信其特点：高效率绝对安全-6-量子通信特点高效率绝对安全比光速还快量子世界中的任何事件都是不可能被窃听的。1、一个未知的量子无法被复制；2、为量子态的任何测量都会留下痕迹。爱因斯坦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。-7-量子通信应用由中国科大和清华大学组成的联合小组，在量子通信上取得新突破。“超时空穿越”神奇场景有望变为现实。量子通信——科幻变成现实-8-在我国的发展2014年1月，中国量子通信“京沪干线”技术验证项目通过评审，项目由中国科学技术大学作为建设单位,计划用3年时间进行建设，形成连接北京、上海的高可信、可扩展的广域光纤量子通信网络。2014年3月，济南量子通信试验网正式投入使用，是世界上已知的规模最大、功能最全的量子通信试验网。为我国发射首颗量子科学试验卫星，率先实现星地一体广域量子通信技术，实现全球化量子网络，具有重大意义。