http://www.risc.com.cn/readnews.asp?NewsID=4556 量子通信 在科幻電影或神話小說中，常常有這樣的場面：某人突然在某地消失掉，其後 卻在別的地方莫名其妙地顯現出來。從物理學角度，人們可以這樣地想像隱形 傳送的過程：先提取原物的所有信息，然後將這個信息傳送到接收地點，接收 者依據這些信息，選取與構成原物完全相同的基本單元（如原子），製造出原 物完美的複製品。遺憾的是，量子力學的不確定性原理不允許精確地提取原物 的全部信息，這個複製品不可能是完美的。因此長期以來，隱形傳物只不過是 種幻想而已。 1993年Bennet等在PRL上發表一篇開創性的論文，提出量子隱形傳態的方案： 將某個粒子的未知量子態（即未知量子比特）傳送到另一個地方，把另一個粒 子制備到這個量子態上，而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是：將原物的 信息分成經典信息和量子信息兩部分，它們分別經由經典通道和量子通道傳送 給接收者。經典信息是發送者對原物進行某種測量而獲得的，量子信息是發送 者在測量中未提取的其餘信息。接收者在獲得這兩種信息之後，就可製造出原 物量子態的完全複製品。這個過程中傳送的僅僅是原物的量子態，而不是原物 本身。發送者甚至可以對這個量子態一無所知，而接收者是將別的粒子（甚至 可以是與原物不相同的粒子）處於原物的量子態上。原物的量子態在此過程中 已遭破壞。 量子隱形傳態的原理是這樣的：假設甲手頭有一個粒子 A處於未知量子態，她 希望將這個量子態（即一個量子比特的量子信息）送給遠處的乙，但不傳送作 為信息載體的粒子 A本身。甲和乙事先需要共享 EPR粒子對 B和 C（即糾纏粒 子），由於 EPR粒子對具有量子關聯特性，若對其中一個粒子進行局域操作（ 包括測量），另一個粒子的量子態立即發生相應的變化，因此 EPR粒子對構成 甲和乙之間的一條量子通道。甲對她手頭上的糾纏粒子 B和量子信息載體 A實 施一種所謂的 Bell態測量，這個測量可能輸出4種結果，每種測量結果的幾率 為1／4,但一次測量只能給出其中一個結果。甲測量到其中一個 Bell態後，獲 得2比特的經典信息，當然這個信息完全無法用來確定未知的量子比特，甲將 測量結果（即獲得那一個 Bell態）經由經典通道傳遞給乙，乙手頭的糾纏粒 子 C會因甲的測量坍縮到相應的量子態上，於是乙在獲知甲的測量結果之後， 對粒子 C做相應的操作，便可以使粒子 C處在與粒子 A原先未知量子態完全相 同的量子態上，這就完成了粒子 A的未知量子態的量子隱形傳送，此時量子信 息的載體是粒子 C，在這過程中甲和乙都不知道他們所傳送的量子比特是什麼。 這種量子信息的隱形傳送是否是超光速的傳輸？由於在此過程中經典通信是必 不可少的，單靠量子通道無法實現這種隱形傳態，因此，此過程不會違背光速 最大原理。這個過程是否違背量子不可克隆定理？沒有，事實上，在甲施行量 子測量時，粒子 A的量子態必定被破壞而變成另一狀態，因此，這個過程可以 看作是未知量子比特在甲處消失掉，而在乙處重新出現，這不是量子克隆的過 程，而是量子信息的傳輸過程。 1997年年底奧地利研究組首先在實驗上演示成功這種量子隱形傳態，論文發表 在《自然》上，引起國際學術界的極大興趣。在這之後，有若干研究組相繼在 實驗上實現了這種量子隱形傳態。 量子隱形傳態所傳送的是量子信息，它是量子通信最基本的過程。人們基於這 個過程提出實現量子因特網的構想。量子因特網是用量子通道來聯絡許多量子 處理器，它可以同時實現量子信息的傳輸和處理。相比於現在經典因特網，量 子因特網具有安全保密特性，可實現多端的分佈計算，有效地降低通信複雜度 等一系列優點。目前學術界正在致力於研究量子通信網絡的關鍵技術，如高亮 度糾纏源、糾纏操作和純化、量子中繼和量子處理器等，並不斷地取得重要的 進展。相信在不久的將來，一種新穎的通信方式將會展現在人們的面前，發揮 出奇特的作用。 -- 這一篇對於現有的量子傳送技術寫得夠清楚了。 --

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