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中国发射的量子卫星“墨子号”到底是干什么用的
“墨子号”的三大目标分别是地星量子隐形传态、星地高速量子密钥分发以及星地量子纠缠分发。
量子隐形传态是一种全新的通信方式。
通俗来讲,就是将甲地某一粒子的量子态信息在乙地的另一粒子上还原出来,就好像是进行了一场“星际穿越”,但其实粒子本身并未被传输。
量子密钥分发通过量子态的传输,在遥远两地的用户共享无条件安全的密钥,并利用该密钥对信息进行一次一密的严格加密,这是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式。
量子纠缠是两个(或多个)粒子共同组成的量子状态。
处在纠缠态的粒子,无论相隔多远,当对其中一个粒子进行操作或测量,身处远方的其他粒子会瞬时发生相应的改变。
命名缘由
首颗量子通信卫星以我国古代科学家墨子的名字来命名。
墨子最早提出过光线沿直线传播的观点,进行了小孔成像实验。
用他的名字命名以纪念他在早期物理光学方面的成就。
墨子最早通过小孔成像实验发现了光是直线传播的,第一次对光直线传播进行了科学解释——这在光学中是非常重要的一条原理,为量子通信的发展打下了一定的基础。
墨子还提出了某种意义上的粒子论。
光量子学实验卫星以中国科学家先贤墨子来命名,体现了中国的文化自信。
以上内容参考 人民网--“墨子号”已实现三大科学目标这颗量子卫星在做什么?
量子态隐形传输到底传输的是信息还是真实的物体?
量子:类似中子、质子、电子、光子的微观粒子。
量子态:量子的状态,可以当成是一种信息、数据。
量子态隐形传输:传输的是量子态,不是量子本身。
但传输结束后,原来的粒子已经不具备原来的量子态,而有了新的量子态。
所有宏观物质都是由各种粒子组成的;量子态被传输,也就意味着物质的性质可以被传输;物质的性质可以传输,也就意味着物质可以传输。
所以理论上来讲,宏观物体也是可以被传输的,包括人。
当然,中国此次传输实验成功的主要意义在于数据的传输而不是物质的传输,这仅仅意味着我们距离量子计算机更近了一步,而距离传输宏观物体还很遥远。
量子通信技术出现后会出现什么情况?
量子隐形传态则是要实现一种神奇诡异的量子通信:在预置纠缠分发的基础上,可以传递一个任意未知的量子态而无需传输该量子态的物理载体本身。
这个东西英文叫做quantum teleportation, 好像电报一样只传信息不传物理载体,不同的是,在这里,“电报”的发送者和接收者都无需知道“电报”内容却能完成电报的信息传输。
和量子通信关系极为密切的理论,就是量子纠缠理论,简单来说,如果两个量子发生了关系(即纠缠过),那么无论这两个量子相隔有多远,可以知道对方的一举一动。
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