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  1. 量子纠缠是怎么回事?可以用来干什么?

量子纠缠是怎么回事?可以用来干什么?

2020年6月15日,《自然》杂志发表了我国科研团队,用“墨子号”量子科学实验卫星,成功实现千公里级别的,纠缠态量子密钥分发的相关研究成果。

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(图片来源网络,侵删)

该项成果,意味着量子纠缠加密通信,这一“绝对无法被窃听”的技术,又被我国“修炼”的更加精进了。

那么

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量子纠缠,是怎样确保己方信息绝对安全的?

又是怎样让己方信息,在被窃听的瞬间,自动作出反应的?

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为什么说,量子纠缠加密过后的信息,从本质上就无法破解?

1935年,爱因斯坦,波多尔斯基,罗森,三位物理学家发表了后来被称为,EPR实验的论文,在该论文中,爱因斯坦根据量子力学的,叠加率和守恒率,认为如果把两个电子看成一个系统,那么这两个电子不论距离多远,就都还得满足守恒律。

也就是说,哪怕这两个电子相隔千万光年,他们之间的状态仍然会实时传递,要坍塌就一起坍塌。

且整个过程是无视光速的,而在当时以及今天的物理学界,真空光速,都是物质和信息传递速度的上限。

爱因斯坦在论文中指出的,这种鬼魅般的超距作用,被薛定谔看到之后,后者将这种理论现象,命名量子纠缠。

量子纠缠这种“瞬时”的特性,让它成为后来很多科幻作品中的常客,比如《三体》中的智子,就是利用量子纠缠,实现4.22光年外的比邻星,和地球的实时通信的。

但事实上,量子纠缠的“反应速度”虽然千万亿倍于光速,但处于纠缠态的量子之间,是不可能传递信息的,因为“纠缠”是一种特性,而不是一种可以被用来传输信息的规律。

今天的人类对量子纠缠的唯一应用,就是将它作为“最顶级的加密手段”

毕竟从最初的凯撒密码,到后来的恩尼格玛,加密技术都直接影响信息安全,而信息安全又影响着,人类之间一切竞争行为的胜负。

量子纠缠加密,就是将原来基于数学的加密密钥,替换为基于量子力学的“量子纠缠密钥”,这样一来信息的发送端和接收端,将共享同一个“稳定”的量子态,如果在信息的传送过程中出现窃听者,那么发送端和接收端的量子态,就将同时坍塌。

如此一来,信息的两端就都知道了窃听者的存在,并且量子状态崩溃之后,窃听者也无法再继续获取数据信息。

需要再次重申的是,在以上的整个过程中,量子纠缠仅仅是作为密钥存在的,它是一种加密手段,而不是承载信息的载体。

真正用来传递信息的,仍然是人类早已使用了数个世纪的无线电波。

量子纠缠加密的成功,归根结底,还是因为量子态的坍塌,毕竟在现有的理论体系中,量子态就是最敏感的状态,只要存在观察者,量子态就能马上做出反应。

在堪称《三体》前传的《球状闪电》结尾,人类曾在废弃的地下矿井中,进行过“没有人类观察者”的量子力学实验,但量子态依旧坍塌了,书中给出的结果是“存在非人类的观察者”,而不少科幻迷都认为,这个“非人类观察者”,就是三体文明派来的智子。

总体而言

量子力学作为目前微观世界的扛把子理论,在科学和科幻上都有很大的“戏份”,而且今天的各类芯片,本质上也都是以量子力学理论为基础的,就像人造卫星以相对论为基础一样。

在可以预见的未来,量子力学的蓬勃发展,以及关于它的各项应用,必将再次改变人类世界,就像曾经的世界,被计算机和芯片技术改变一样。

谢谢诚邀。

首先我们普及一下量子纠缠是怎么一回事儿?

我们略去中间环节一些繁杂的,晦涩难懂的概念。

我们可以简要的看作是:特定环境下产生的一对量子,或远或近(远至几千公里),都能够出现一种诡异的同步现象。

可以说这种现象是我们迄今为止人类的所有科学概念中,说没有涉及到的也是让我们非常迷惑的。同时,很多人都相信,真正的研究透彻其中的原理,其拥及其简洁的公式将其归纳出来,这是需要非常漫长的,不懈的努力的。是,所以在完全弄明白这是怎么一回事之前,就已经开始了对它的应用,就像原始人,虽然不懂力学的原理,但是知道用燧石工具可以切开树干,比起用石头砸断来的更快,省力。

从理论诞生之初,就已经开始投入对其应用的研究。首先,让人们想到的就是将其用在通讯上。但是,相对于已有的通讯有什么无可比拟的优点呢?

通讯向来都是在人类社会发展中最重要的,人类邮寄信件的行为和人类的历史一样久远。靠谱的通讯绝对离不开:快速,安全,及庞大的信息内容。

很显然,量子纠缠所带来的量子通讯,能够完美解决这三大难题。它既具有快速反馈,(几乎不花费时间)也可以长距离通信。(例如地面与卫星的通讯。)安全性更是量子通讯的拿手绝活。(从量子纠缠的独特性来说,可以说量子加密的通讯,是无法被破解的)

其他的方面,量子纠缠,理论的应用更是如鱼得水:例如量子计算机,更是颠覆了已有的对计算机的固有概念和常识。拥有更快的运算速度,会有更小的体积,更节能。

如果再展望一下,可能就是小型物体(非生物)的瞬间传输,这有可能会让我们的物品邮寄,达到前所未有的便利程度。

量子纠缠的理论的深入探讨,其应用的扩展,会极大的助力我们人类文明的进化。

量子纠缠是一种非常神奇的物理现象,如今绝大多数的物理现象都可以用科学道理解释清楚,然而量子纠缠的原因至今还是个谜,医学家们只是发现了量子纠缠的现象存在,却至今不清楚其背后的机理是什么。

量子纠缠指的是基本粒子中由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象,当其中一颗粒子的状态***扰而发生变化时,另一颗也会即刻发生相应的状态变化 ,两者几乎没有时间差,即使相距十分遥远的距离,对一个粒子所做的改变也会影响另一个粒子几乎在同时作出相应的改变,这是不是很神奇?

就在近日(12月28日),西方媒体报道英国布里斯托大学和丹麦技术大学的科学家利用量子纠缠现象首次在两个计算机芯片之间实现了信息的“瞬间传输”,相关论文已经发表在了《自然物理学》期刊上。

这项研究中,布里斯托大学研究人员开发了一款芯片,该芯片能够在电路中生成光粒子微粒,利用量子纠缠现象,或能在不同芯片之间“瞬间传输信息”,以此实现量子纠缠状态下的即时通信。

正是由于量子纠缠现象的存在,这款芯片不需要电气或者物理连接就能传输信息,因为量子纠缠可以使这样的两款芯片中的微粒瞬间出现相同的反应,达到远距离无连接通信的效果。

而这一技术的难点是,信息编码在单个微粒对中,难以控制和测量。该研究团队很好地利用量子纠缠现象将不同芯片连接在一起,通过操控一个粒子激发粒子对中位于其他芯片中的另一个粒子发生变化,从而实现了两个芯片中,信息在未连接状态下的即时传输,更恰当的说这是一种粒子感应现象。


该团队称在传输信息方面,这一方式的成功率已经达到了91%,是一个非常值得欣喜的成绩,如果这一技术走向成熟,将能够催生更加快速和安全的“量子网络”,促成通讯技术方面一场跨时代的进步。

比如量子计算机、量子互联网、星地通信与星际通信等技术,未来都需要依赖于“量子信息”。2017年6月,我国量子科学实验卫星"墨子号"与地面成功实现"千公里级"的星地双向量子纠缠和密钥分发及***传态,就属于星地间的量子通信,该成果荣获科技部2017年度中国科学十大进展奖项。

但更重要的是星际间的通讯,将来人类想往别的星球上搞科研或者***,即便以光速通讯仍然有很长的延时,但是量子纠缠效应下的通讯却可以即时传输,所以也可以说的纠缠通信技术是将来星际间传播的必备手段。

到此,以上就是小编对于c语言爱因斯坦阶梯的问题就介绍到这了,希望介绍关于c语言爱因斯坦阶梯的1点解答对大家有用。