http://www.risc.com.cn/readnews.asp?NewsID=4556 量子通信 在科幻电影或神话小说中，常常有这样的场面：某人突然在某地消失掉，其後 却在别的地方莫名其妙地显现出来。从物理学角度，人们可以这样地想像隐形 传送的过程：先提取原物的所有信息，然後将这个信息传送到接收地点，接收 者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元（如原子），制造出原 物完美的复制品。遗憾的是，量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物 的全部信息，这个复制品不可能是完美的。因此长期以来，隐形传物只不过是 种幻想而已。 1993年Bennet等在PRL上发表一篇开创性的论文，提出量子隐形传态的方案： 将某个粒子的未知量子态（即未知量子比特）传送到另一个地方，把另一个粒 子制备到这个量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的 信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送 给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送 者在测量中未提取的其余信息。接收者在获得这两种信息之後，就可制造出原 物量子态的完全复制品。这个过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物 本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子（甚至 可以是与原物不相同的粒子）处於原物的量子态上。原物的量子态在此过程中 已遭破坏。 量子隐形传态的原理是这样的：假设甲手头有一个粒子 A处於未知量子态，她 希望将这个量子态（即一个量子比特的量子信息）送给远处的乙，但不传送作 为信息载体的粒子 A本身。甲和乙事先需要共享 EPR粒子对 B和 C（即纠缠粒 子），由於 EPR粒子对具有量子关联特性，若对其中一个粒子进行局域操作（ 包括测量），另一个粒子的量子态立即发生相应的变化，因此 EPR粒子对构成 甲和乙之间的一条量子通道。甲对她手头上的纠缠粒子 B和量子信息载体 A实 施一种所谓的 Bell态测量，这个测量可能输出4种结果，每种测量结果的几率 为1／4,但一次测量只能给出其中一个结果。甲测量到其中一个 Bell态後，获 得2比特的经典信息，当然这个信息完全无法用来确定未知的量子比特，甲将 测量结果（即获得那一个 Bell态）经由经典通道传递给乙，乙手头的纠缠粒 子 C会因甲的测量坍缩到相应的量子态上，於是乙在获知甲的测量结果之後， 对粒子 C做相应的操作，便可以使粒子 C处在与粒子 A原先未知量子态完全相 同的量子态上，这就完成了粒子 A的未知量子态的量子隐形传送，此时量子信 息的载体是粒子 C，在这过程中甲和乙都不知道他们所传送的量子比特是什麽。 这种量子信息的隐形传送是否是超光速的传输？由於在此过程中经典通信是必 不可少的，单靠量子通道无法实现这种隐形传态，因此，此过程不会违背光速 最大原理。这个过程是否违背量子不可克隆定理？没有，事实上，在甲施行量 子测量时，粒子 A的量子态必定被破坏而变成另一状态，因此，这个过程可以 看作是未知量子比特在甲处消失掉，而在乙处重新出现，这不是量子克隆的过 程，而是量子信息的传输过程。 1997年年底奥地利研究组首先在实验上演示成功这种量子隐形传态，论文发表 在《自然》上，引起国际学术界的极大兴趣。在这之後，有若干研究组相继在 实验上实现了这种量子隐形传态。 量子隐形传态所传送的是量子信息，它是量子通信最基本的过程。人们基於这 个过程提出实现量子因特网的构想。量子因特网是用量子通道来联络许多量子 处理器，它可以同时实现量子信息的传输和处理。相比於现在经典因特网，量 子因特网具有安全保密特性，可实现多端的分布计算，有效地降低通信复杂度 等一系列优点。目前学术界正在致力於研究量子通信网络的关键技术，如高亮 度纠缠源、纠缠操作和纯化、量子中继和量子处理器等，并不断地取得重要的 进展。相信在不久的将来，一种新颖的通信方式将会展现在人们的面前，发挥 出奇特的作用。 -- 这一篇对於现有的量子传送技术写得够清楚了。 --

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