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关于量子相关论文例文,与量子通信:绝密的未来通信相关毕业论文
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什么是量子通信?
在量子的世界中,对于一个微观的粒子,测量过程本身将不可避免的给我们要测量的物体造成一个显著的扰动,而且即使在原则上,我们也完全没办法把这一扰动减小到零；另一方面,观测行为本身又会破坏粒子原来的状态,让你永远不可能知道粒子本来的状态是什么.这就是量子不可克隆原理：你不能够复制一个未知的量子态,而不改变量子态本身.量子不可克隆原理是量子加密的基础.如果我们把想要保密传输的信息,加载到一个个不可能被准确观测和复制的量子态上,而任何的窃听行为都会改变原本传输的数据.那么最后我们取一部分数据出来,检查原本传输的信息是否被破坏,就能够检测到窃听者是否存在.
整个量子通信中,具有短期内真实的应用潜能的就是量子保密通信,其中最有用的部分就是量子密钥分发.经典通信使用最广泛的公钥密码,是假定一些数学难题,最典型的是假定大型数据分解的数学难题.但是,随着计算能力的不断提高,特别是未来量子计算机如果实现的话,这种数学难题的复杂性就迎刃而解了,换句话说,经典保密通信基于的数学方法不能获得严格的数学证明.在这个背景下,量子保密通信最大的卖点就是它的安全性获得了严格的数学证明,这也可以从其量子力学的基本原理来解释.
量子通信另一个核心内容是隐形传输,是利用了光子等基本粒子的量子纠缠原理来实现保密通信过程.纠缠是一种诡异的超距离相互关联的现象：两个纠缠在一起的粒子,即使被完全隔离,当观测一个粒子的状态时,另一个粒子的状态也会发生瞬时的改变.换言之,两个粒子的量子状态是完全关联的.量子物理让人最不可思议的地方在于,事物的状态并不是唯一确定的.对于宏观的硬币而言,只可能存在两种状态：正面朝上或是反面朝上.但对于一枚量子硬币,它可以既是正面朝上又是反面朝上.对于两枚纠缠在一起的量子硬币,如果发现其中一枚是正面朝上,另一枚也一定是正面朝上；当发现一枚是反面朝上,另一枚也一定是反面朝上；如果发现一枚既是正面朝上又是反面朝上,另外一枚也一定既是正面朝上又是反面朝上.因此,纠缠所包含的关联性,要比我们通常理解的宏观上的关联性强得多.
事实上,纠缠的两个粒子尽管可以在很远的距离上一个影响另一个,但它们无法传递任何信息.以密钥为例,当双方共享同一套密钥时,并没有发生信息的传递,直到加密的文本传来,密钥才有意义.量子通信和传统通信的唯一区别在于,量子通信采用了一种新的密钥生成方式,而且密钥不可能被第三方获取.
向全球的量子通信网迈进
发展量子通信技术的终极目标是构建广域乃至全球范围的绝对安全的量子通信网络体系.通过光纤实现城域量子通信网络连接一个中等城市内部的通信节点、通过量子中继实现邻近两个城市之间的连接、通过卫星与地面站之间的自由空间光子传输和卫星平台的中转实现遥远两个区域之间的连接,是实现全球广域量子通信最理想的路线图.
在这一路线图的指引下,欧洲、美国和中国等在过去几年中均进行了战略性部署,投入了大量的科研资源和开发力量,进行关键技术攻关和实用化、工程化探索,力争在激烈的国际竞争中占据先机.光纤量子密码技术目前正从点对点量子密钥分发的初级阶段向实现多节点网络内的量子安全性方向深入发展阶段,全球各地正在加紧进行量子通信系统的实用化和工程化建设.
由美国国防部高级研究署（DARPA）支持,BBN公司（具有很强的军方特色）技术部联合波斯顿大学与哈佛大学共同开展了量子保密通信与IP互联网结合的五年试验计划.该计划主要内容是以BBN技术部、波斯顿大学和哈佛大学作为三个节点以构建融合现行光纤通信网、互联网和量子光通信的量子互联网,并在此基础上实现保密通信.
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在欧盟发布的《量子信息处理和通信：欧洲研究现状、愿景与目标战略报告》中给出了欧洲未来五年和十年量子信息的发展目标,例如将重点发展量子中继和卫星量子通信,实现1000公里量级的量子密钥分配.欧洲空间局计划到2018年将国际空间站上的量子通信终端与一个或多个地面站之间建立自由空间量子通信链路,首次演示绝对安全的空间量子密钥全球分发的可行性.欧盟在2008年9月发布了关于量子密码的商业白皮书,启动量子通信技术标准化研究,并联合了来自12个欧盟国家的41个伙伴小组成立了SECOQC工程.
本文出处:http://www.sxsky.net/zhengzhi/050551896.html
实用化进程：与经典通信的融合
从目前的实际应用来看,将量子通信网络与现有网络进行融合是最优的发展战略.互联网在设计时并没有深入地考虑安全性,这造成当今的网络安全问题十分突出.量子通信是人类能掌握的最保密的通信技术,量子通信和经典通信网络的融合研究对于提升未来网络的安全性具有重要的意义.
量子通信和经典网络的融合需要解决物理层和组网技术、中继技术和通信应用技术等几个方面的融合问题.对于未来网,应当从基础设施的建设和利用上就考虑和量子通信的融合.由于传统的光通信可能在很长一段时间内仍然是主要通信技术手段,在光通信网络上实现量子通信网络,将是融合的基础.
实际的量子通信中,量子通信与现有通信的融合是一个相互取长补短的过程,量子通信不会完全替代现有的通信技术,而是在现有的技术上在物理层、网络层、应用层将两者进行了融合.
从物理层来说,可以从光源、探测器和信道方面考虑.在光源方面,利用单光子源或者单离子源,或者将激光光源衰减到单光子量级应用到实际工程中；在探测方面,因为是单光子信号源,需要特测器有单光子量级特征,对量子密钥分发中的连续变量进行测量；在信道方面,对于不同的光源用不同波长的商用光纤即可满足条件.
从网络层来说,一方面我们可以采取独立的信道和统一的网络结构,也可以用一根光纤既传递量子信号又传递经典信号；除了光纤技术,还需要采取例如基于纠缠交换的量子中继技术来解决量子通信的远距离传输这一核心问题；此外,在组网的往来上,可以采取电路交换或者波长复用技术,并ߎ
关于量子相关论文例文
量子通信在中国
量子信息因其传输高效和绝对安全等特点,被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究,并成为全球物理学研究的前沿与焦点领域.基于我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域的系列前沿性突破,中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项,力争在2015年左右发射全球首颗“量子通讯卫星”.
中国科学技术大学教授潘建伟、彭承志、陈宇翱等人,与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成联合团队,于2011年10月在青海湖首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发.实验证明,无论是从地面指向卫星的上行量子隐形传态,还是卫星指向两个地面站的下行双通道量子纠缠分发均可行,为基ߛ
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